KR102151711B1 - 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로 - Google Patents

전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 으로서, 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층 및 상기 활성층에 인접하도록 배치된 인가 전극에 대하여, 상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 전기장을 인가하여 상기 활성층의 분극 영역을 형성하는 단계 및 상기 분극 영역의 경계에 대응하는 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 활성층의 영역 중 상기 변동 저저항 영역과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮은 영역으로서, 전기적 패쓰를 형성하도록 하는 전류 경로 범위 제어 방법을 개시한다.

Description

전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로{Controlling method for electric current path using electric field and electric circuit}
본 발명은 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로 전류 경로 범위 제어 방법에 관한 것이다.
기술의 발전 및 사람들의 생활의 편의에 대한 관심이 증가함에 따라 다양한 전자 제품에 대한 개발 시도가 활발해지고 있다.
또한 이러한 전자 제품은 갈수록 소형화되고 있고 집적화되고 있으며, 사용되는 장소가 광범위하게 증가하고 있다.
이러한 전자 제품은 다양한 전기 소자를 포함하고, 예를들면 CPU, 메모리, 기타 다양한 전기 소자를 포함한다. 이러한 기 소자들은 다양한 종류의 전기 회로를 포함할 수 있다.
예를들면 컴퓨터, 스마트폰 뿐만 아니라 IoT를 위한 가정용 센서 소자, 인체 공학용 바이오 전자 소자 등 다양한 분야의 제품에 전기 소자가 사용된다.
한편, 최근의 기술 발달 속도와 사용자들의 생활 수준의 급격한 향상에 따라 이러한 전기 소자의 사용과 응용 분야가 급격하게 늘어나 그 수요도 이에 따라 증가하고 있다.
이러한 추세에 따라 흔히 사용하고 있는 다양한 전기 소자들에 쉽고 빠르게 적용하는 전기 회로를 구현하고 제어하는데 한계가 있다.
본 발명은 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있는 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 으로서, 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층 및 상기 활성층에 인접하도록 배치된 인가 전극에 대하여, 상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 전기장을 인가하여 상기 활성층의 분극 영역을 형성하는 단계 및 상기 분극 영역의 경계에 대응하는 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 활성층의 영역 중 상기 변동 저저항 영역과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮은 영역으로서, 전기적 패쓰를 형성하도록 하는 전류 경로 범위 제어 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 활성층의 분극 영역이 상기 활성층의 두께 방향으로 성장하는 단계 및 상기 분극 영역이 상기 활성층의 두께 방향과 교차하는 방향으로 성장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극을 통한 전기장을 제어하여, 상기 변동 저저항 영역의 생성과 소멸을 제어하고, 그에 따른 전기적 패쓰의 생성 및 소멸을 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층의 항전기장보다 큰 세기의 전기장을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 인가 전극을 통한 전기장의 세기를 제어하여 상기 활성층의 두께 방향으로의 상기 변동 저저항 영역의 깊이를 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 인가 전극으로부터 상기 변동 저저항 영역이 상기 활성층의 평면 방향으로 거리를 갖고 이격되도록 형성하는 것을 포함할 수 있다,
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 인가 전극을 통한 전기장의 인가의 시간을 제어하여 상기 변동 저저항 영역의 크기 또는 폭을 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 서로 이격되도록 배치된 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 인가 전극으로부터 멀리 배치된 변동 저저항 영역을 먼저 형성하고 나서, 상기 인가 전극으로부터 가깝게 배치된 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는, 상기 일 변동 저저항 영역을 경계로 양측에 서로 다른 방향의 분극 영역이 위치하도록 진행하는 것을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극은 서로 이격된 복수 개로 구비되어, 상기 복수 개의 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 적어도 일 영역에서 이격된 분극 영역을 형성하는 단계 및 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극을 통한 전기장을 인가하는 시간을 제어하여, 상기 서로 이격된 복수 개의 분극 영역이 일 영역에서 중첩되는 단계를 포함하고, 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역의 일 영역이 서로 중첩되어 통합되는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 적어도 하나의 연결 전극을 상기 변동 저저항 영역에 인접하도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통하여 인가된 전기장이 제거되어도 상기 분극 영역의 유지를 통하여 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층, 상기 활성층에 인접하도록 배치된 인가 전극 및 상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 전기장을 인가하여 상기 활성층에 형성된 분극 영역 및 상기 분극 영역의 경계에 대응하는 변동 저저항 영역을 포함하고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 활성층의 영역 중 상기 변동 저저항 영역과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮은 영역으로서, 전기적 패쓰를 형성하도록 형성된 전자 회로를 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통한 전기장을 제어하여 상기 분극 영역의 제어에 따라 생성 또는 소멸할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은, 상기 인가 전극을 통한 전기장의 세기를 제어하여 상기 활성층의 두께 방향으로의 상기 변동 저저항 영역의 깊이가 제어될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은, 상기 인가 전극을 통한 전기장의 인가의 시간을 제어하여 크기 또는 폭이 제어될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 서로 이격되도록 배치된 복수의 변동 저저항 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 복수의 변동 저저항 영역은, 상기 인가 전극으로부터 멀리 배치된 변동 저저항 영역이 먼저 형성되고, 상기 인가 전극으로부터 가깝게 배치된 변동 저저항 영역이 나중에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 복수의 변동 저저항 영역의 일 변동 저저항 영역을 경계로 양측에 서로 다른 방향의 분극 영역이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극은 서로 이격된 복수 개로 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 서로 이격된 복수 개의 인가 전극에 대응되는 복수 개의 분극 영역 및 복수 개의 변동 저저항 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극을 통한 전기장을 인가하는 시간을 제어하여, 상기 서로 이격된 복수 개의 분극 영역이 일 영역에서 중첩된 영역을 포함하고, 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역의 일 영역이 서로 중첩되어 통합되는 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역에 인접하도록 형성된 적어도 하나의 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 활성층은 강유전성 재료를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극은 상기 활성층의 일면에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 인가 전극은 상기 활성층과 이격되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통하여 인가된 전기장이 제거되어도 유지될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극의 주변에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극의 주변에 선형을 포함하도록 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 관한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로는 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 K의 확대도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 전자 회로 관련,전류 경로 범위 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 전자 회로 관련,전류 경로 범위 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 10 내지 도 14은 도 8의 전자 회로의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 16은 도 15의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 3은 도 2의 K의 확대도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면 본 실시예의 전자 회로(10)는 활성층(11), 인가 전극(12), 변동 저저항 영역(VL)을 포함할 수 있다.
활성층(11)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(11)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(11)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(11)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(11)은 ABX3 구조로서, A는 CnH2n+1의 알킬기, 및 페로브스카이트 태양전지 구조형성이 가능한 Cs, Ru 등의 무기물로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, B는 Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, 및 Ce으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, X는 할로겐 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서 활성층(11)은 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbIxCl3-x, MAPbI3, CH3NH3PbIxBr3-x, CH3NH3PbClxBr3-x, HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2PbIxCl3-x, HC(NH2)2PbIxBr3-x, HC(NH2)2PbClxBr3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbI3, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxCl3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxBr3-x, 또는 (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbClxBr3-x (0≤x, y≤1)를 포함할 수 있다.
기타 다양한 강유전성 재료를 이용하여 활성층(11)을 형성할 수 있는 바에 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(11)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(11)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(11)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다.
인가 전극(12)은 활성층(11)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(11)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(12)은 활성층(11)의 상면에 접하도록 형성될 수 있다.
또한, 인가 전극(12)은 활성층(11)에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고 전압 인가의 시간을 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(12)은 게이트 전극일 수 있다.
예를들면 인가 전극(12)은 전원(미도시) 또는 전원 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
인가 전극(12)은 다양한 재료를 포함할 수 있고, 전기적 도전성이 높은 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 다양한 금속을 이용하여 인가 전극(12)을 형성할 수 있다.
예를들면 인가 전극(12)은 알루미늄, 크롬, 티타늄, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 네오디뮴, 스칸듐 또는 구리를 함유하도록 형성할 수 있다. 또는 이러한 재료들의 합금을 이용하여 형성하거나 이러한 재료들의 질화물을 이용하여 형성할 수도 있다.
또한 선택적 실시예로서 인가 전극(12)은 적층체 구조를 포함할 수도 있다.
도시하지 않았으나 선택적 실시예로서 인가 전극(12)과 활성층(11)의 사이에 하나 이상의 절연층이 더 배치될 수도 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 활성층(11)에 형성된 영역으로서 전류가 흐를 수 있는 영역이고, 또한 도 1에 도시한 것과 같이 인가 전극(12)의 주변에 선형을 갖는 전류의 패쓰로 형성될 수 있다.
구체적으로 변동 저저항 영역(VL)은 활성층(11)의 영역 중 변동 저저항 영역(VL)과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮아진 영역이다.
또한, 인가 전극(12)을 통한 변동 저저항 영역(VL)을 형성한 후에, 인가 전극(12)을 통한 전기장을 제거하여도, 예를들면 전압을 제거하여도 활성층(11)의 분극 상태는 유지되므로 변동 저저항 영역(VL)은 유지되고, 전류의 패쓰를 형성한 상태를 유지할 수 있다.
이를 통하여 다양한 전자 회로를 구성할 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 높이(HVL)을 갖고, 이러한 높이(HVL)은 활성층(11)의 전체의 두께에 대응될 수 있다.
이러한 변동 저저항 영역(VL)은 높이(HVL)는 인가 전극(12)을 통한 전기장의 가할 때 전기장의 세기, 예를들면 전압의 크기에 비례할 수 있다. 적어도 이러한 전기장의 크기는 활성층(11)이 갖는 고유의 항전기장보다 는 클 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 인가 전극(12)을 통하여 전압이 활성층(11)에 인가되면 형성되는 영역이고, 인가 전극(12)의 제어를 통하여 변동, 예를들면 생성, 소멸 이동할 수 있다.
활성층(11)은 제1 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역(11F)을 포함할 수 있고, 변동 저저항 영역(VL)은 이러한 제1 분극 영역(11F)의 경계에 형성될 수 있다.
또한, 제1 분극 영역(11F)에 인접하도록 제2 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(11R)을 포함할 수 있고, 변동 저저항 영역(VL)은 이러한 제2 분극 영역(11R)의 경계에 형성될 수 있다. 제2 방향은 적어도 제1 방향과 상이한 방향일 수 있고, 예를들면 제1 방향과 반대 방향일 수 있다.
예를들면 변동 저저항 영역(VL)은 제1 분극 영역(11F)과 제2 분극 영역(11R)의 사이에 형성될 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 일 방향의 폭(WVL)을 가질 수 있고, 이는 변동 저저항 영역(VL)의 이동 거리에 비례할 수 있고, 이는 후술한다.
선택적 실시예로서 이러한 두께(TVL1)는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 전자 회로에 대하여 전류 경로 범위 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 활성층(11)은 제2 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(11R)을 포함할 수 있다. 선택적 실시예로서 인가 전극(12)을 통한 초기화 전기장을 인가하여 도 4a와 같은 활성층(11)의 분극 상태를 형성할 수 있다.
그리고 나서 도 4b를 참조하면, 활성층(11)에 제1 분극 영역(11F)이 형성된다. 구체적 예로서 인가 전극(12)의 폭에 대응하도록 인가 전극(12)과 중첩된 영역에 우선 제1 분극 영역(11F)이 형성될 수 있다.
인가 전극(12)을 통하여 활성층(11)의 항전기장보다 크고, 또한 적어도 활성층(11)의 두께 전체에 대응하도록 제1 분극 영역(11F)의 높이(HVL)가 형성될 수 있을 정도의 크기의 전기장을 활성층(11)에 인가할 수 있다.
이러한 인가 전극(12)을 통한 전기장의 인가를 통하여 활성층(11)의 제2 분극 영역(11R)의 일 영역에 대한 분극 방향을 바꾸어 제1 분극 영역(11F)으로 변하게 할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 분극 영역(11F)의 높이(HVL)방향으로의 성장 속도는 매우 빠를 수 있는데, 예를들면 1km/sec(초)의 속도를 갖고 성장할 수 있다.
그리고 나서 계속적으로 인가 전극(12)을 통한 전기장을 유지하면, 즉 시간이 지나면 제1 분극 영역(11F)은 수평 방향(H), 즉 높이(HVL)과 직교하는 방향으로 이동하여 그 크기가 커질 수 있다. 즉, 제2 분극 영역(11R)의 영역을 점진적으로 제1 분극 영역(11F)으로 변환할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 분극 영역(11F)의 수평 방향(H)으로의 성장 속도는 매우 빠를 수 있는데, 예를들면 1m/sec(초)의 속도를 갖고 성장할 수 있다.
이를 통하여 변동 저저항 영역(VL)의 크기를 제어할 수 있는데, 이러한 크기는 예를들면 변동 저저항 영역(VL)의 폭이고 제1 분극 영역(11F)의 성장 거리에 대응하므로 성장 속력과 전기장 유지 시간에 비례할 수 있다. 예를들면 성장 거리는 성장 속력과 전기장 유지 시간의 곱에 비례할 수 있다.
또한, 제1 분극 영역(11F)의 성장 속력은 높이(HVL)방향으로의 성장 속도와 수평 방향(H)으로의 성장 속도의 합에 비례할 수 있다.
그러므로 변동 저저항 영역(VL)의 크기는 전기장 유지 시간을 제어하여 원하는 대로 조절할 수 있다.
구체적으로 도 4c에 도시한 것과 같이 제1 분극 영역(11F)은 넓게 퍼져서 커지고, 그에 따라 변동 저저항 영역(VL)도 인가 전극(12)으로부터 멀리 떨어지는 방향으로 이동할 수 있다.
본 실시예는 인가 전극을 통하여 활성층에 전기장을 가하여 활성층에 제2 분극 방향과 다른 제1 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역을 형성하고, 이러한 제1 분극 영역과 제2 분극 영역의 사이의 경계에 해당하는 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다. 이러한 변동 저저항 영역은 저항이 낮은 영역으로서 저항이 감소한 영역으로서 전류의 패쓰가 될 수 있어 전자 회로를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예는 인가 전극을 통한 전기장의 크기를 제어하여, 예를들면 전압의 크기를 제어하여 변동 저저항 영역의 높이를 정할 수 있고, 구체적으로 활성층의 전체 두께에 대응하는 높이를 갖도록 제어할 수 있다.
또한, 인가 전극을 통한 전기장을 유지하는 시간을 제어하여 변동 저저항 영역의 크기, 예를들면 폭을 결정할 수 있다. 이러한 변동 저저항 영역의 크기의 제어를 통하여 전류의 흐름의 패쓰의 크기를 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 인가 전극을 통한 전기장을 제거하여도 분극 영역의 분극 상태는 유지되므로 전류의 패쓰를 용이하게 유지할 수 있고, 인가 전극을 통한 전기장을 지속적으로 유지하여 분극 영역이 확대되면 이미 형성되어 있던 변동 저저항 영역은 저항이 낮아져 전류가 흐르지 않게 될 수 있다.
이를 통하여 전류의 패쓰에 대한 소멸을 제어할 수 있고, 결과적으로 전류의 흐름에 대한 용이한 제어를 할 수 있다.
본 실시예의 전자 회로를 제어하여 다양한 용도에 사용할 수 있고, 예를들면 변동 저저항 영역에 접하도록 하나 이상의 전극을 연결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면 본 실시예의 전자 회로(20)는 활성층(21), 인가 전극(22), 변동 저저항 영역(VL1, VL2, VL3)을 포함할 수 있다.
활성층(21)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(21)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(21)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(21)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 구체적 설명은 전술한 실시예와 동일하므로 생략한다.
인가 전극(22)은 활성층(21)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(21)에 인가할 수 있다. 구체적 내용은 전술한 실시예와 동일하므로 생략한다.
변동 저저항 영역(VL1, VL2, VL3)은 제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)을 포함할 수 있다.
제1 변동 저저항 영역(VL1)은 제2 변동 저저항 영역(VL2)보다 큰 폭을 갖고, 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 제3 변동 저저항 영역(VL3)보다 큰 폭을 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 제2 변동 저저항 영역(VL2)의 외곽에 배치되고, 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 제3 변동 저저항 영역(VL3)의 외곽에 배치될 수 있다.
제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)은 활성층(21)에 형성된 영역으로서 전류가 흐를 수 있는 영역이고, 선형을 갖는 전류의 패쓰로 형성될 수 있다.
구체적으로 제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)은 활성층(21)의 영역 중 제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮아진 영역이다.
또한, 인가 전극(22)을 통한 제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)을 형성한 후에, 인가 전극(22)을 통한 전기장을 제거하여도, 예를들면 전압을 제거하여도 활성층(21)의 분극 상태는 유지되므로 제1 변동 저저항 영역(VL1), 제2 변동 저저항 영역(VL2) 및 제3 변동 저저항 영역(VL3)은 유지되고, 전류의 패쓰를 형성한 상태를 유지할 수 있다.
이를 통하여 다양한 전자 회로를 구성할 수 있다.
변동 저저항 영역(VL1, VL2, VL3)은 높이(HVL)을 갖고, 이러한 높이(HVL)은 활성층(21)의 전체의 두께에 대응될 수 있다.
활성층(21)은 제1 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역(21F1, 21F2, 21F3)을 포함할 수 있고, 변동 저저항 영역(VL1, VL2, VL3)은 이러한 제1 분극 영역(21F1, 21F2, 21F3)의 경계에 형성될 수 있다.
또한, 제1 분극 영역(21F1, 21F2, 21F3)에 인접하도록 제2 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(21R1, 21R2)을 포함할 수 있고, 변동 저저항 영역(VL)은 이러한 제2 분극 영역(21R1, 21R2)의 경계에 형성될 수 있다. 제2 방향은 적어도 제1 방향과 상이한 방향일 수 있고, 예를들면 제1 방향과 반대 방향일 수 있다.
예를들면 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 제1 분극 영역(21F1)과 제2 분극 영역(21R1)의 사이에 형성될 수 있다.
또한, 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 제1 분극 영역(21F1)과 제2 분극 영역(21R2)의 사이에 형성될 수 있다.
또한 제3 변동 저저항 영역(VL3)은 제1 분극 영역(21F3)과 제2 분극 영역(21R2)의 사이에 형성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 전자 회로 관련,전류 경로 범위 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 활성층(21)은 제2 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(21R)을 포함할 수 있다. 선택적 실시예로서 인가 전극(22)을 통한 초기화 전기장을 인가하여 도 7a와 같은 활성층(21)의 분극 상태를 형성할 수 있다.
그리고 나서 도 7b를 참조하면, 활성층(21)에 제1 분극 영역(21F)이 형성된다. 구체적 예로서 인가 전극(22)의 폭에 대응하도록 인가 전극(22)과 중첩된 영역에 우선 제1 분극 영역(21F)이 형성된 후에 수평 방향으로 성장하여 도 7b와 같은 상태를 형성할 수 있다. 또한, 도 7a의 제1 분극 영역(21R)은 축소되어 도 7b와 같은 형태의 제1 분극 영역(21R1)으로 변할 수 있다.
제1 분극 영역(21F)과 제2 분극 영역(21R1)의 사이에 제1 변동 저저항 영역(VL1)이 형성될 수 있다.
그리고 나서 도 7c를 참조하면 도 7b와 반대 방향의 전기장을 인가하여 제1 분극 영역(21F)의 일부의 영역의 분극 방향을 제2 방향의 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(21R2)으로 변환할 수 있다. 예를들면 제1 분극 영역(21F)의 제1 분극 방향과 반대 방향인 제2 방향의 분극 방향을 갖는 제2 분극 영역(21R2)이 형성될 수 있다.
또한, 이를 통하여 도 7b의 제1 분극 영역(21F)은 크기가 축소되어 도 7c에 도시된 형태의 제1 분극 영역(21F1)로 변할 수 잇다.
이러한 제2 분극 영역(21R2)과 제1 분극 영역(21F1)의 사이에 제2 변동 저저항 영역(VL2)이 형성될 수 있다.
이러한 분극 상태를 유지하므로 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 그대로 유지될 수 있다.
그리고 나서 도 7d를 참조하면, 도 7c와 반대 방향의 전기장을 인가하여 제2 분극 영역(21R2)의 일부의 영역의 분극 방향을 제1 방향의 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역(21F3)으로 변환할 수 있다. 예를들면 제2 분극 영역(21R2)의 제2 분극 방향과 반대 방향인 제1 방향의 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역(21F3)이 형성될 수 있다.
또한, 이를 통하여 도 7c의 제2 분극 영역(21R2)은 크기가 축소되어 도 7d에 도시된 형태의 제2 분극 영역(21R2)으로 변할 수 있다.
이러한 제2 분극 영역(21R2)과 제1 분극 영역(21F3)의 사이에 제3 변동 저저항 영역(VL3)이 형성될 수 있다.
이러한 분극 상태를 유지하므로 제1 변동 저저항 영역(VL1) 및 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 그대로 유지되고, 이와 함께 제3 변동 저저항 영역(VL3)이 추가될 수 있다.
본 실시예는 인가 전극을 통하여 활성층에 전기장을 가하여 활성층에 제2 분극 방향과 다른 제1 분극 방향을 갖는 제1 분극 영역을 형성하고, 이러한 제1 분극 영역과 제2 분극 영역의 사이의 경계에 해당하는 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다. 이러한 변동 저저항 영역은 저항이 낮은 영역으로서 저항이 감소한 영역으로서 전류의 패쓰가 될 수 있어 전자 회로를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예는 인가 전극을 통한 전기장의 크기를 제어하고, 전기장의 방향을 제어할 수 있고, 이를 통하여 활성층에 대하여 복수의 제1 분극 영역 또는 복수의 제2 분극 영역을 형성할 수 있다.
이러한 복수의 제1 분극 영역 또는 복수의 제2 분극 영역들 사이의 경계선에는 복수의 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다. 이러한 복수의 변동 저저항 영역의 각각은 전류의 패쓰를 형성할 수 있으므로 다양한 형태와 용도의 전자 회로를 용이하게 생성할 수 있고 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이고, 도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면 본 실시예의 전자 회로(100)는 활성층(110), 인가 전극(120), 변동 저저항 영역(VL) 및 하나 이상의 연결 전극부(131, 132)를 포함할 수 있다.
활성층(110)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(110)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(110)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(110)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(110)은 ABX3 구조로서, A는 CnH2n+1의 알킬기, 및 페로브스카이트 태양전지 구조형성이 가능한 Cs, Ru 등의 무기물로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, B는 Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, 및 Ce으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, X는 할로겐 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서 활성층(110)은 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbIxCl3-x, MAPbI3, CH3NH3PbIxBr3-x, CH3NH3PbClxBr3-x, HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2PbIxCl3-x, HC(NH2)2PbIxBr3-x, HC(NH2)2PbClxBr3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbI3, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxCl3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxBr3-x, 또는 (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbClxBr3-x (0≤x, y≤1)를 포함할 수 있다.
기타 다양한 강유전성 재료를 이용하여 활성층(110)을 형성할 수 있는 바에 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(110)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(110)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(110)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다.
인가 전극(120)은 활성층(110)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(110)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(120)은 활성층(110)의 상면에 접하도록 형성될 수 있다.
또한, 인가 전극(120)은 활성층(110)에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고 전압 인가의 시간을 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(120)은 게이트 전극일 수 있다.
예를들면 인가 전극(120)은 전원(미도시) 또는 전원 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
인가 전극(120)은 다양한 재료를 포함할 수 있고, 전기적 도전성이 높은 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 다양한 금속을 이용하여 인가 전극(120)을 형성할 수 있다.
예를들면 인가 전극(120)은 알루미늄, 크롬, 티타늄, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 네오디뮴, 스칸듐 또는 구리를 함유하도록 형성할 수 있다. 또는 이러한 재료들의 합금을 이용하여 형성하거나 이러한 재료들의 질화물을 이용하여 형성할 수도 있다.
또한 선택적 실시예로서 인가 전극(120)은 적층체 구조를 포함할 수도 있다.
연결 전극부(131, 132)는 하나 이상의 전극 부재를 포함할 수 있고, 예를들면 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)를 포함할 수 있다.
연결 전극부(131, 132)는 활성층(110)상에 형성될 수 있고, 예를들면 활성층(110)의 상면에 인가 전극(120)과 이격되도록 형성될 수 있고, 선택적 실시예로서 활성층(110)과 접하도록 형성될 수 있다.
제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)는 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를들면 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)는 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴 또는 텅스텐을 함유하도록 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)는 복수의 도전층을 적층한 구조를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)은 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수 있고, 예를들면 산화 인듐(예, In2O3), 산화 주석(예, SnO2), 산화 아연(예, ZnO), 산화 인듐 산화 주석 합금(예, In2O3―SnO2) 또는 산화 인듐 산화 아연 합금(예, In2O3―ZnO)을 함유하도록 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 연결 전극부(131, 132)는 전기적 신호의 입출력을 포함하는 단자 부재일 수 있다.
또한 구체적 예로서 연결 전극부(131, 132)의 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)는 소스 전극 또는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 14는 도 8의 전자 회로의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 인가 전극(120)을 통하여 제1 전기장이 인가된 상태를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 12는 도 11의 K의 확대도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면 인가 전극(120)을 통하여 제1 전기장이 활성층(110)에 인가되면 활성층(110)의 적어도 일 영역은 분극 영역(110F)을 포함할 수 있다.
이러한 분극 영역(110F)은 인가 전극(120)을 중심으로 인가 전극(120)을 둘러싸는 형태일 수 있다. 분극 영역(110F)은 경계선을 가질 수 있다.
제1 변동 저저항 영역(VL1)은 이러한 경계선의 측면에 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면 인가 전극(120)을 중심으로 인가 전극(120)을 둘러싸는 선형으로 형성될 수 있다.
예를들면 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 인가 전극(120)을 둘러싸도록 일 방향으로 제1 폭(WVL1)을 가질 수 있다.
또한, 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 분극 영역(110F)의 경계선의 측면 전체에 대응하도록 형성될 수 있고, 분극 영역(110F)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 두께(TVL1)을 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 이러한 두께(TVL1)는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(120)을 통하여 제1 전압이 활성층(110)에 인가되기 전에 초기화 전기장을 활성층(110)에 인가하는 과정을 진행할 수 있다.
이러한 초기화 전기장을 활성층(110)에 인가하는 과정을 통하여 활성층(110)의 영역을 분극 영역(110F)과 상이한 방향의 분극, 예를들면 반대 방향의 분극 영역으로 모두 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 나서, 이와 반대 방향의 전기장을 가하여 일 영역에 분극 영역(110F)을 형성할 수 있다.
활성층(110)의 분극 영역(110F)의 경계에 형성된 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 활성층(110)의 다른 영역에 비하여 저항이 낮은 영역으로 변할 수 있다. 예를들면 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 활성층(110)의 분극 영역(110F) 및 제1 변동 저저항 영역(VL1)의 주변의 활성층(110)의 영역보다 낮은 저항을 가질 수 있다.
이를 통하여 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 전류의 통로를 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 활성층(110)에 구비된 복수의 도메인월의 일 영역에 대응될 수 있다.
또한, 이러한 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 활성층(110)의 분극 영역(110F)의 분극 상태가 유지되면 계속 유지될 수 있다. 즉, 인가 전극(120)을 통하여 활성층(110F)에 인가된 제1 전압을 제거하여도 변동 저저항 영역(VL1)의 상태, 즉 저저항 상태는 유지될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시한 것과 같이 제1 변동 저저항 영역(VL1)을 통하여 전류의 통로가 형성될 수 있다. 다만, 연결 전극부(131, 132)가 제1 변동 저저항 영역(VL1)에 대응되지 않으므로 연결 전극부(131, 132)를 통한 전류의 흐름은 발생하지 않을 수 있다.
도 13은 인가 전극(120)을 통하여 제1 전기장을 일정시간 더 유지한 상태를 도시한 도면이고, 도 14는 도 13의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면 인가 전극(120)을 통한 제1 전기장의 유지 시간이 길어져, 도 11 및 도 12의 분극 영역(110F)이 수평 방향으로 이동하여 분극 영역(110F)이 커지고 그에 따라 제1 변동 저저항 영역(VL1)보다 큰 제2 변동 저저항 영역(VL2) 이 형성될 수 있다.
예를들면 도 11 및 도 12에서 인가한 전압을 일정 시간동안 유지하여 도 13 및 도 14와 같은 구조를 형성할 수 있다.
분극 영역(110F)은 인가 전극(120)을 중심으로 인가 전극(120)을 둘러싸는 형태일 수 있다. 분극 영역(110F)은 경계선을 가질 수 있다. 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 이러한 분극 영역(110F)의 경계선의 측면에 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 도 13을 참조하면 인가 전극(120)을 중심으로 인가 전극(120)을 둘러싸는 선형으로 형성될 수 있다.
예를들면 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 인가 전극(120)을 둘러싸도록 일 방향으로 제2 폭(WVL2)을 가질 수 있고, 제2 폭(WVL2)은 제1 폭(WVL1)보다 클 수 있다.
또한, 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 분극 영역(110F)의 경계선의 측면 전체에 대응하도록 형성될 수 있고, 분극 영역(110F)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 두께를 가질 수 있고, 선택적 실시예로서 이러한 두께는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
활성층(110)의 분극 영역(110F)의 경계에 형성된 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 활성층(110)의 다른 영역에 비하여 저항이 낮은 영역으로 변할 수 있다. 예를들면 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 활성층(110)의 분극 영역(110F) 및 제2 변동 저저항 영역(VL2)의 주변의 활성층(110)의 영역보다 낮은 저항을 가질 수 있다.
이를 통하여 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 전류의 통로를 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 활성층(110)에 구비된 복수의 도메인월의 일 영역에 대응될 수 있다.
또한, 이러한 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 활성층(110F)의 분극 상태가 유지되면 계속 유지될 수 있다. 즉, 인가 전극(120)을 통하여 활성층(110F)에 인가된 제2 전압을 제거하여도 제2 변동 저저항 영역(VL2)의 상태, 즉 저저항 상태는 유지될 수 있다.
그러므로 제2 변동 저저항 영역(VL2)을 통하여 전류의 통로가 형성될 수 있다.
또한, 구체적인 예로서 연결 전극부(131, 132)가 제2 변동 저저항 영역(VL2)에 대응되도록 형성되고, 예를들면 연결 전극부(131, 132)의 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)가 서로 이격된 채 제2 변동 저저항 영역(VL2)의 상면과 접하도록 배치될 수 있다.
이를 통하여 연결 전극부(131, 132)의 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)를 통하여 전류가 흐를 수 있다.
또한, 다양한 전기적 신호를 발생할 수 있다. 예를들면 도 13 및 도 14 상태에서의 전기장을 더 지속적으로 인가할 경우, 즉 인가 시간이 증가할 경우 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 더 이동하여 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)을 벗어날 수 있다. 이에 따라 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)를 통해서 전류가 흐르지 않을 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 활성층(110)의 전체에 대한 초기화 과정을 진행할 수도 있다.
그리고 나서 다시 인가 전극(120)을 통하여 활성층(110)에 전기장을 인가할 경우 연결 전극부(131, 132)의 제1 연결 전극 부재(131) 및 제2 연결 전극 부재(132)에 전류가 흐를 수 있다.
본 실시예의 전자 회로는 인가 전극을 통하여 활성층에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고, 인가되는 시간을 제어할 수 있다.
이를 통하여 원하는 크기의 영역으로 활성층에 분극 영역을 형성할 수 있고, 이러한 분극 영역의 경계에 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다.
이러한 변동 저저항 영역에 대응하도록, 예를들면 접하도록 연결 전극부를 형성할 경우 연결 전극부를 통하여 전류가 흐를 수 있고, 전압을 제거하여도 강유전성 재료를 함유하는 활성층은 분극 상태를 유지할 수 있고 이에 따라 그 경계의 변동 저저항 영역도 유지될 수 있어 전류가 계속 흐를 수 있다.
또한, 변동 저저항 영역을 분극 영역으로 변하도록 인가 전극을 통하여 전압을 활성층에 인가할 수 있고, 이를 통하여 전류가 흐르던 연결 전극부에는 전류가 흐르지 않게 된다.
이러한 인가 전극의 전압을 제어하여 전류의 흐름을 제어할 수 있고, 이러한 전류의 흐름의 제어를 통하여 전자 회로는 다양한 용도에 이용될 수 있다.
선택적 실시예로서 전자 회로는 메모리로 사용할 수 있다.
예를들면 전류의 흐름을 1, 흐르지 않음을 0이라고 정의하여 메모리로 사용할 수 있고, 구체적 예로서 전압 제거시에도 전류가 흐를 수 있는 바 비휘발성 메모리로도 사용할 수 있다.
또한, 전자 회로는 다양한 신호를 생성하여 전달하는 회로부를 구성할 수 있고, 스위칭 소자로도 사용될 수 있다.
또한, 그 밖에 전기적 신호의 제어를 요하는 부분에 간단한 구조로 적용할 수 있으므로 가변 회로, CPU, 바이오 칩등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이고, 도 16은 도 15의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면 본 실시예의 전자 회로(200)는 활성층(210), 인가 전극(220), 변동 저저항 영역(VL) 및 연결 전극부(231, 232)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
활성층(210)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(210)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(210)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
활성층(210)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
인가 전극(220)은 활성층(210)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(210)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 인가 전극(220)은 활성층(210)의 상면에 접하도록 형성될 수 있다.
인가 전극(220)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
연결 전극부(231, 232)는 하나 이상의 전극 부재를 포함할 수 있고, 예를들면 제1 연결 전극 부재(231) 및 제2 연결 전극 부재(232)를 포함할 수 있다.
연결 전극부(231, 232)는 활성층(210)상에 형성될 수 있고, 예를들면 인가 전극(220)과 이격되도록 활성층(210)의 면 중 인가 전극(220)이 형성된 면의 반대면에 형성될 수 있다.
인가 전극(220)은 활성층(210)의 상면에, 연결 전극부(231, 232)은 활성층(210)의 하면에 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 연결 전극부(231, 232)는 활성층(210)과 접하도록 형성될 수 있다.
제1 연결 전극 부재(231) 및 제2 연결 전극 부재(232)는 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
제1 연결 전극 부재(231) 및 제2 연결 전극 부재(232)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면 인가 전극(220)을 통하여 전압이 활성층(210)에 인가되면 활성층(210)의 적어도 일 영역은 분극 영역(210F)을 포함할 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 이러한 분극 영역(210F)의 경계선의 측면에 대응하는 영역에 형성될 수 있고, 도 15을 참조하면 인가 전극(220)을 중심으로 인가 전극(220)을 둘러싸는 선형으로 형성될 수 있다.
예를들면 변동 저저항 영역(VL2)은 인가 전극(220)을 둘러싸도록 일 방향으로 폭을 가질 수 있다.
또한, 변동 저저항 영역(VL)은 분극 영역(210F)의 경계선의 측면 전체에 대응하도록 형성될 수 있고, 분극 영역(210F)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 두께를 가질 수 있고, 선택적 실시예로서 이러한 두께는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
활성층(210)의 분극 영역(210F)의 경계에 형성된 변동 저저항 영역(VL)은 활성층(210)의 다른 영역에 비하여 저항이 낮은 영역으로 변할 수 있다. 예를들면 변동 저저항 영역(VL)은 활성층(210)의 분극 영역(210F) 및 변동 저저항 영역(VL)의 주변의 활성층(210)의 영역보다 낮은 저항을 가질 수 있다.
이를 통하여 변동 저저항 영역(VL)은 전류의 통로를 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 변동 저저항 영역(VL)은 활성층(210)에 구비된 복수의 도메인월의 일 영역에 대응될 수 있다.
또한, 이러한 변동 저저항 영역(VL)은 활성층(210F)의 분극 상태가 유지되면 계속 유지될 수 있다. 즉, 인가 전극(220)을 통하여 활성층(210F)에 인가된 전압을 제거하여도 변동 저저항 영역(VL)의 상태, 즉 저저항 상태는 유지될 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)을 통하여 전류의 통로가 형성될 수 있다.
또한 구체적인 예로서 연결 전극부(231, 232)가 변동 저저항 영역(VL)에 대응되도록 형성되고, 예를들면 연결 전극부(231, 232)의 제1 연결 전극 부재(231) 및 제2 연결 전극 부재(232)가 서로 이격된 채 변동 저저항 영역(VL)의 하면과 접하도록 배치될 수 있다.
이를 통하여 연결 전극부(231, 232)의 제1 연결 전극 부재(231) 및 제2 연결 전극 부재(232)를 통하여 전류가 흐를 수 있다.
본 실시예의 전자 회로는 인가 전극을 통하여 활성층에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고, 인가되는 시간을 제어할 수 있다.
이를 통하여 원하는 크기의 영역으로 활성층에 분극 영역을 형성할 수 있고, 이러한 분극 영역의 경계에 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다.
또한 활성층의 일면에 인가 전극을 형성하고 타면에 연결 전극부를 형성하여 전자 회로의 정밀한 패터닝 및 미세화를 용이하게 진행할 수 있다.
전자 회로를전자 회로전자 회로는전자 회로
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 17을 참조하면 본 실시예의 전자 회로(600)는 활성층(610), 제1, 2 인가 전극(621, 622), 제1, 2 변동 저저항 영역(VL1, VL2) 및 연결 전극부(631, 632, 641, 642)를 포함할 수 있다.
활성층(610)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(610)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(610)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
활성층(610)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
제1, 2 인가 전극(621, 622)은 활성층(610)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(610)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1, 2 인가 전극(621, 622)은 활성층(610)의 상면에 접하도록 형성될 수 있고, 제1 인가 전극(621)과 제2 인가 전극(622)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
제1, 2 인가 전극(621, 622)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 인가 전극과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
연결 전극부(631, 632, 641, 642)는 하나 이상의 전극 부재를 포함할 수 있고, 예를들면 제1 연결 전극 부재(631), 제2 연결 전극 부재(632), 제3 연결 전극 부재(641), 제4 연결 전극 부재(642)를 포함할 수 있다.
연결 전극부(631, 632, 641, 642)는 활성층(610)상에 형성될 수 있고, 예를들면 활성층(610)의 상면에 인가 전극(620)과 이격되도록 형성될 수 있고, 선택적 실시예로서 활성층(610)과 접하도록 형성될 수 있다.
제1 연결 전극 부재(631), 제2 연결 전극 부재(632), 제3 연결 전극 부재(641), 제4 연결 전극 부재(642)는 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
제1 연결 전극 부재(631), 제2 연결 전극 부재(632), 제3 연결 전극 부재(641), 제4 연결 전극 부재(642)는 전술한 실시예에서의 연결 전극부에 대한 설명과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
도 17은 제1, 2 인가 전극(621, 622)을 통하여 제1 전기장이 인가된 상태를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면 제1 인가 전극(621)을 통하여 제1 전압이 활성층(610)에 인가되면 활성층(610)의 적어도 일 영역은 분극 영역(예를들면 VL1의 안쪽 영역)을 포함할 수 있다.
이러한 활성층(610)의 분극 영역은 제1 인가 전극(621)을 중심으로 인가 전극(620)을 둘러싸는 형태일 수 있다. 즉, 제1 변동 저저항 영역(VL1)의 내측 영역이 활성층(610)의 분극 영역에 대응될 수 있다.
제1 변동 저저항 영역(VL1)은 이러한 경계선의 측면에 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 도 17을 참조하면 인가 전극(620)을 중심으로 인가 전극(620)을 둘러싸는 선형으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 변동 저저항 영역(VL1)은 활성층(610)의 분극 영역의 경계선의 측면 전체에 대응하도록 형성될 수 있고, 분극 영역의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 두께를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 이러한 두께는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
도 17을 참조하면 제2 인가 전극(622)을 통하여 제1 전기장이 활성층(610)에 인가되면 활성층(610)의 적어도 일 영역은 분극 영역(예를들면 VL2의 안쪽 영역)을 포함할 수 있다.
이러한 활성층(610)의 분극 영역은 제2 인가 전극(621)을 중심으로 인가 전극(620)을 둘러싸는 형태일 수 있다. 즉, 제2 변동 저저항 영역(VL2)의 내측 영역이 활성층(610)의 분극 영역에 대응될 수 있다.
제2 변동 저저항 영역(VL2)은 이러한 경계선의 측면에 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 도 17을 참조하면 인가 전극(620)을 중심으로 인가 전극(620)을 둘러싸는 선형으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 활성층(610)의 분극 영역의 경계선의 측면 전체에 대응하도록 형성될 수 있고, 분극 영역의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 두께를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 이러한 두께는 0.1 내지 0.3 나노미터일 수 있다.
제2 변동 저저항 영역(VL2)은 제1 변동 저저항 영역(VL1)과 이격되도록 형성될 수 있다.
예를들면 제1 변동 저저항 영역(VL1) 및 제2 변동 저저항 영역(VL2)은 각각 다각형 또는 폐곡선과 같은 형태를 가질 수 있다.
제1, 2 변동 저저항 영역(VL1, VL2)는 각각 전류의 통로를 형성할 수 있다.
제1 변동 저저항 영역(VL1)을 통하여 전류의 통로가 형성될 수 있고, 연결 전극부(631, 632)가 제1 변동 저저항 영역(VL1)에 대응되어 연결 전극부(631, 632)를 통한 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
또한, 제2 변동 저저항 영역(VL2)을 통하여 전류의 통로가 형성될 수 있고, 연결 전극부(641, 642)가 제2 변동 저저항 영역(VL2)에 대응되어 연결 전극부(641, 642)를 통한 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
즉, 제1, 2 인가 전극(621, 622)을 통한 전압의 인가를 제어하여 동시에 각 영역별로 상이한 전류의 통로를 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극 부재(641) 및 제2 연결 전극 부재(642)의 형성 위치를 제3 연결 전극 부재(643) 및 제4 연결 전극 부재(644)의 형성 위치를 서로 마주보도록 배치하여 전류의 통로의 위치를 구별되도록 제어할 수 있다.
본 실시예의 전자 회로는 인가 전극을 통하여 활성층에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고, 인가되는 시간을 제어할 수 있다.
이를 통하여 원하는 크기의 영역으로 활성층에 분극 영역을 형성할 수 있고, 이러한 분극 영역의 경계에 제1 변동 저저항 영역 및 제2 변동 저저항 영역을 형성할 수 있다.
이러한 제1 변동 저저항 영역 및 제2 변동 저저항 영역에 대응하도록, 예를들면 접하도록 연결 전극부를 형성할 경우 연결 전극부를 통하여 전류가 흐를 수 있고, 전압을 제거하여도 강유전성 재료를 함유하는 활성층은 분극 상태를 유지할 수 있고 이에 따라 그 경계의 변동 저저항 영역도 유지될 수 있어 전류가 계속 흐를 수 있다.
또한, 변동 저저항 영역을 분극 영역으로 변하도록 인가 전극을 통하여 전압을 활성층에 인가할 수 있고, 이를 통하여 전류가 흐르던 연결 전극부에는 전류가 흐르지 않게 된다.
이러한 인가 전극의 전압을 제어하여 전류의 흐름을 제어할 수 있고, 이러한 전류의 흐름의 제어를 통하여 전자 회로는 다양한 용도에 이용될 수 있다.
또한, 제1 변동 저저항 영역 및 제2 변동 저저항 영역의 2개의 전류의 통로를 형성할 수 있어 다양한 신호 발생 및 이용을 용이하게 할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 18을 참조하면 본 실시예의 전자 회로(700)는 활성층(710), 제1, 2 인가 전극(721, 722), 변동 저저항 영역(VL) 및 연결 전극부(731, 732, 741, 742)를 포함할 수 있다.
활성층(710)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(710)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(710)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
활성층(710)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
제1, 2 인가 전극(721, 722)은 활성층(710)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(710)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1, 2 인가 전극(721, 722)은 활성층(710)의 상면에 접하도록 형성될 수 있고, 제1 인가 전극(721)과 제2 인가 전극(722)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
제1, 2 인가 전극(721, 722)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 인가 전극과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
연결 전극부(731, 732, 741, 742)는 하나 이상의 전극 부재를 포함할 수 있고, 예를들면 제1 연결 전극 부재(731), 제2 연결 전극 부재(732), 제3 연결 전극 부재(741), 제4 연결 전극 부재(742)를 포함할 수 있다.
연결 전극부(731, 732, 741, 742)는 활성층(710)상에 형성될 수 있고, 예를들면 활성층(710)의 상면에 인가 전극(720)과 이격되도록 형성될 수 있고, 선택적 실시예로서 활성층(710)과 접하도록 형성될 수 있다.
제1 연결 전극 부재(731), 제2 연결 전극 부재(732), 제3 연결 전극 부재(741), 제4 연결 전극 부재(742)는 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
제1 연결 전극 부재(731), 제2 연결 전극 부재(732), 제3 연결 전극 부재(741), 제4 연결 전극 부재(742)는 전술한 실시예에서의 연결 전극부에 대한 설명과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
도 18은 제1, 2 인가 전극(721, 722)을 통하여 제2 전기장이 인가된 상태를 도시한 도면이다.
선택적 실시예로서 도 18은 도 17의 구조와 동일하고 제1, 2 인가 전극(721, 722)을 통하여 제1 전기장을 도 17의 상태보다 더 유지한 것일 수 있다. 구체적 예로서 도 17에서 형성된 2개의 분극 영역들이 서로 중첩되어 통합된 것일 수 있고, 이에 따라 변동 저저항 영역(VL)도 변형된 것을 볼 수 있다.
이에 따라 변동 저저항 영역도 중첩되어 하나의 변동 저저항 영역(VL)을 형성할 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 길게 연장되어 활성층(710)의 일측면 및 이와 마주하는 다른 측면에 대응될 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 전류의 통로를 형성할 수 있다.
연결 전극부(731, 741)가 변동 저저항 영역(VL)의 하나의 선에 대응되어 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
또한, 연결 전극부(732, 742)가 변동 저저항 영역(VL)의 하나의 선에 대응되어 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
이를 통하여 활성층(710)의 영역 중 제1 인가 전극(721), 제2 인가 전극(722)을 중심에 두고 양측에 각각 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
본 실시예의 전자 회로는 복수의 인가 전극을 통하여 활성층에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고, 인가되는 시간을 제어할 수 있다.
이를 통하여 원하는 크기의 영역으로 활성층에 분극 영역을 형성할 수 있고, 이러한 분극 영역을 중첩하도록 제어할 수 있다.
이러한 중첩된 크기의 분극 영역의 경계에 변동 저저항 영역을 형성할 수 있고, 활성층의 측면에 대응되도록 형성할 수 있다.
이러한 변동 저저항 영역을 통하여 활성층의 다양한 영역에 대하여 전류의 흐름을 형성할 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 회로를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 19를 참조하면 본 실시예의 전자 회로(800)는 활성층(810), 제1, 2, 3 인가 전극(821, 822, 823), 변동 저저항 영역(VL) 및 연결 전극부(831, 832)를 포함할 수 있다.
활성층(810)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 활성층(810)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(810)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
활성층(810)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
제1, 2, 3 인가 전극(821, 822, 823)은 활성층(810)에 전기장을 인가할 수 있도록 형성될 수 있고, 예를들면 전압을 활성층(810)에 인가할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1, 2, 3 인가 전극(821, 822, 823)은 활성층(810)의 상면에 접하도록 형성될 수 있고, 제1 인가 전극(821), 제2 인가 전극(822) 및 제3 인가 전극(823)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
제1, 2, 3 인가 전극(821, 822, 823)을 형성하는 재료에 대한 설명은 전술한 실시예에서 설명한 인가 전극과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
연결 전극부(831, 832)는 하나 이상의 전극 부재를 포함할 수 있고, 예를들면 제1 연결 전극 부재(831), 제2 연결 전극 부재(832)를 포함할 수 있다.
연결 전극부(831, 832)는 활성층(810)상에 형성될 수 있고, 예를들면 활성층(810)의 상면에 인가 전극(820)과 이격되도록 형성될 수 있고, 선택적 실시예로서 활성층(810)과 접하도록 형성될 수 있다.
제1 연결 전극 부재(831), 제2 연결 전극 부재(832)는 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 제1 연결 전극 부재(831), 제2 연결 전극 부재(832)는 전술한 실시예에서의 연결 전극부에 대한 설명과 동일하거나 이를 변형하여 적용할 수 있는 바 구체적 설명은 생략한다.
도 19는 제1, 2, 3 인가 전극(821, 822, 823)을 통하여 전기장이 인가된 상태를 도시한 도면이다.
예를들면 도 19를 참조하면 제1 인가 전극(821)을 통하여 전압이 활성층(810)에 인가되고, 제2 인가 전극(822)을 통하여 전압이 활성층(810)에 인가되고, 제3 인가 전극(823)을 통하여 전압이 활성층(810)에 인가된 상태를 도시하는 것일 수 있다.
제1 인가 전극(821)을 통한 분극 영역, 제2 인가 전극(822)을 통한 분극 영역 및 제3 인가 전극(822)이 중첩될 수 있고, 이에 따라 변동 저저항 영역도 중첩되어 하나의 변동 저저항 영역(VL)을 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 하나의 변동 저저항 영역(VL)의 내측의 영역은 제1 인가 전극(821)을 통한 분극 영역, 제2 인가 전극(822)을 통한 분극 영역 및 제3 인가 전극(822)이 중첩된 영역일 수 있다.
변동 저저항 영역(VL)은 전류의 통로를 형성할 수 있다.
연결 전극부(831, 832)가 변동 저저항 영역(VL)에 대응되어 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
본 실시예의 전자 회로는 복수의 인가 전극을 통하여 활성층에 다양한 크기의 전압을 인가할 수 있고, 인가되는 시간을 제어할 수 있다.
이를 통하여 원하는 크기의 영역으로 활성층에 분극 영역을 형성할 수 있고, 이러한 분극 영역을 중첩하도록 제어할 수 있다.
이러한 중첩된 크기의 분극 영역의 경계에 변동 저저항 영역을 형성할 수 있고, 활성층의 측면에 대응되도록 형성할 수 있다.
이러한 변동 저저항 영역을 통하여 활성층의 다양한 영역에 대하여 전류의 흐름을 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
실시예의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 실시 예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시 예들이 한정되는 것은 아니다. 실시 예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시 예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시 예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
10, 20, 100, 200, 300: 전자 회로
11, 21, 110, 210, 310: 활성층
12, 22, 120, 220, 320: 인가 전극
131, 132, 231, 232, 331, 332: 연결 전극부
VL: 변동 저저항 영역

Claims (31)

  1. 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법으로서,
    자발 분극성 재료를 포함하는 활성층 및 상기 활성층에 인접하도록 배치된 인가 전극에 대하여,
    상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 전기장을 인가하여 상기 활성층의 분극 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 분극 영역의 경계에 대응하는 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 활성층의 영역 중 상기 변동 저저항 영역과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮은 영역으로서, 전기적 패쓰를 형성하도록 하고,
    상기 분극 영역은 상기 활성층의 두께 방향으로 전체 두께에 대응하도록 형성되고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 분극 영역을 따라 상기 활성층의 두께 방향으로 전체 두께에 대응하도록 형성되고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극과 접하지 않고, 상기 변동 저저항 영역의 가장자리는 상기 활성층의 두께 방향을 기준으로 상기 인가 전극과 중첩되지 않도록 형성되는 것을 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 활성층의 분극 영역이 상기 활성층의 두께 방향으로 성장하는 단계 및 상기 분극 영역이 상기 활성층의 두께 방향과 교차하는 방향으로 성장하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인가 전극을 통한 전기장을 제어하여,
    상기 변동 저저항 영역의 생성과 소멸을 제어하고, 그에 따른 전기적 패쓰의 생성 및 소멸을 제어하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층의 항전기장보다 큰 세기의 전기장을 인가하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 인가 전극을 통한 전기장의 세기를 제어하여 상기 활성층의 두께 방향으로의 상기 변동 저저항 영역의 깊이를 제어할 수 있는 전류 경로 범위 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 인가 전극으로부터 상기 변동 저저항 영역이 상기 활성층의 평면 방향으로 거리를 갖고 이격되도록 형성하는 것을 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 인가 전극을 통한 전기장의 인가의 시간을 제어하여 상기 변동 저저항 영역의 크기 또는 폭을 제어하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    서로 이격되도록 배치된 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 인가 전극으로부터 멀리 배치된 변동 저저항 영역을 먼저 형성하고 나서, 상기 인가 전극으로부터 가깝게 배치된 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계는,
    상기 일 변동 저저항 영역을 경계로 양측에 서로 다른 방향의 분극 영역이 위치하도록 진행하는 것을 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 인가 전극은 서로 이격된 복수 개로 구비되어, 상기 복수 개의 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 적어도 일 영역에서 이격된 분극 영역을 형성하는 단계 및 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역을 형성하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 인가 전극을 통한 전기장을 인가하는 시간을 제어하여,
    상기 서로 이격된 복수 개의 분극 영역이 일 영역에서 중첩되는 단계를 포함하고, 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역의 일 영역이 서로 중첩되어 통합되는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    적어도 하나의 연결 전극을 상기 변동 저저항 영역에 인접하도록 형성하는 단계를 포함하는 전류 경로 범위 제어 방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통하여 인가된 전기장이 제거되어도 상기 분극 영역의 유지를 통하여 유지되는 전류 경로 범위 제어 방법.
  15. 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층;
    상기 활성층에 인접하도록 배치된 인가 전극; 및
    상기 인가 전극을 통하여 상기 활성층에 전기장을 인가하여 상기 활성층에 형성된 분극 영역; 및
    상기 분극 영역의 경계에 대응하는 변동 저저항 영역을 포함하고,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 활성층의 영역 중 상기 변동 저저항 영역과 인접한 다른 영역보다 전기적 저항이 낮은 영역으로서, 전기적 패쓰를 형성하도록 형성되고,
    상기 분극 영역은 상기 활성층의 두께 방향으로 전체 두께에 대응하도록 형성되고, 상기 변동 저저항 영역은 상기 분극 영역을 따라 상기 활성층의 두께 방향으로 전체 두께에 대응하도록 형성되고,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극과 접하지 않고, 상기 변동 저저항 영역의 가장자리는 상기 활성층의 두께 방향을 기준으로 상기 인가 전극과 중첩되지 않도록 형성되는 전자 회로.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통한 전기장을 제어하여 상기 분극 영역의 제어에 따라 생성 또는 소멸하는 전자 회로.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은,
    상기 인가 전극을 통한 전기장의 세기를 제어하여 상기 활성층의 두께 방향으로의 상기 변동 저저항 영역의 깊이가 제어되는 전자 회로.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은,
    상기 인가 전극을 통한 전기장의 인가의 시간을 제어하여 크기 또는 폭이 제어되는 전자 회로.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 서로 이격되도록 배치된 복수의 변동 저저항 영역을 포함하는 전자 회로.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 복수의 변동 저저항 영역은,
    상기 인가 전극으로부터 멀리 배치된 변동 저저항 영역이 먼저 형성되고, 상기 인가 전극으로부터 가깝게 배치된 변동 저저항 영역이 나중에 형성되는 전자 회로.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 복수의 변동 저저항 영역의 일 변동 저저항 영역을 경계로 양측에 서로 다른 방향의 분극 영역이 형성된 전자 회로.
  22. 제15 항에 있어서,
    상기 인가 전극은 서로 이격된 복수 개로 구비되는 전자 회로.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 서로 이격된 복수 개의 인가 전극에 대응되는 복수 개의 분극 영역 및 복수 개의 변동 저저항 영역을 포함하는 전자 회로.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 인가 전극을 통한 전기장을 인가하는 시간을 제어하여,
    상기 서로 이격된 복수 개의 분극 영역이 일 영역에서 중첩된 영역을 포함하고, 이에 대응되는 복수의 변동 저저항 영역의 일 영역이 서로 중첩되어 통합되는 영역을 포함하는 전자 회로.
  25. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역에 인접하도록 형성된 적어도 하나의 연결 전극을 더 포함하는 전자 회로.
  26. 제15 항에 있어서,
    상기 활성층은 강유전성 재료를 포함하는 전자 회로.
  27. 제15 항에 있어서,
    상기 인가 전극은 상기 활성층의 일면에 형성되는 전자 회로.
  28. 제15 항에 있어서,
    상기 인가 전극은 상기 활성층과 이격되도록 배치되는 전자 회로.
  29. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극을 통하여 인가된 전기장이 제거되어도 유지되는 전자 회로.
  30. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극의 주변에 형성되는 전자 회로.
  31. 제15 항에 있어서,
    상기 변동 저저항 영역은 상기 인가 전극의 주변에 선형을 포함하도록 형성되는 전자 회로.
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