WO2021215854A1 - 전자 소자 및 전자 소자 제어 방법 - Google Patents

전자 소자 및 전자 소자 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2021215854A1
WO2021215854A1 PCT/KR2021/005117 KR2021005117W WO2021215854A1 WO 2021215854 A1 WO2021215854 A1 WO 2021215854A1 KR 2021005117 W KR2021005117 W KR 2021005117W WO 2021215854 A1 WO2021215854 A1 WO 2021215854A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
active layer
electric field
electrode part
electrode
mode
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/005117
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
손종화
손종역
Original Assignee
브이메모리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브이메모리 주식회사 filed Critical 브이메모리 주식회사
Priority to US17/919,937 priority Critical patent/US20230154530A1/en
Priority to JP2022564480A priority patent/JP2023523425A/ja
Publication of WO2021215854A1 publication Critical patent/WO2021215854A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/221—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements using ferroelectric capacitors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0004—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising amorphous/crystalline phase transition cells
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021—Auxiliary circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021—Auxiliary circuits
    • G11C13/0069—Writing or programming circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0007—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising metal oxide memory material, e.g. perovskites

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device and a method for controlling the same.
  • Such electronic products include various electronic devices, for example, CPUs, memories, and other various electronic devices. These electronic devices may include various types of electrical circuits.
  • electronic devices are used not only in computers and smartphones, but also in products in various fields such as home sensor devices for IoT and bio-electronic devices for ergonomics.
  • memory devices particularly nonvolatile memory devices, are widely used as information storage and/or processing devices of various electronic devices such as cameras and communication devices as well as computers.
  • the present invention can provide an electronic device that can be easily applied to various uses and a method for controlling the same.
  • An embodiment of the present invention provides a first electrode portion containing a conductive material, a second electrode portion spaced apart from the first electrode and containing a conductive material, disposed between the first electrode portion and the second electrode portion and spontaneously
  • An active layer comprising a polarizable material and formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a value lower than the first electrical resistance and connected to the first electrode part and the second electrode part
  • an electronic device including an electric field controller configured to apply an electric field.
  • the active layer may include a first connection electrode and a second connection electrode formed to be spaced apart from the first electrode part and the second electrode part.
  • Another embodiment of the present invention provides a first electrode part containing a conductive material, a second electrode part spaced apart from the first electrode and containing a conductive material, disposed between the first electrode part and the second electrode part and spontaneously
  • An active layer comprising a polarizable material and formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a value lower than the first electrical resistance and connected to the first electrode part and the second electrode part
  • a method for controlling an electronic device comprising selectively controlling a resistance value of the electronic device by controlling selection of a first mode and a second mode of an active layer with respect to an electronic device including an electric field controller configured to apply an electric field do.
  • a first connection electrode and a second connection electrode are formed on the active layer to be spaced apart from the first electrode part and the second electrode part, and a space between the first connection electrode and the second connection electrode is included. It may include controlling the flow of current.
  • the electronic device and the method for controlling the same according to the present invention improve electrical properties and manufacturing properties of the electronic device, and can be easily applied to various uses.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an alternative embodiment of the second electrode of FIG. 1 .
  • 3 and 4 are diagrams for explaining the control of the electric field controller in order to change the first mode and the second mode of the electronic device of FIG. 1 .
  • 5 to 9 are diagrams for explaining the conversion to the electronic first mode and the second mode of FIG. 1 .
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view viewed from the H direction of FIG. 15 .
  • FIG. 17 is a diagram for schematically explaining the energy band relationship of the electronic device of FIG. 15 .
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on a Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic device 100 of this embodiment may include a first electrode part 120 , a second electrode part 130 , an active layer 110 , and an electric field controller 190 .
  • the first electrode part 120 may contain a conductive material.
  • the first electrode part 120 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the first electrode part 120 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the first electrode part 120 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the first electrode part 120 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the first electrode part 120 may contain LaCoO3.
  • the second electrode part 130 may contain a conductive material and may be spaced apart from the first electrode part 120 .
  • the second electrode part 130 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the second electrode unit 130 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the second electrode unit 130 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the second electrode unit 130 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the second electrode unit 130 may contain LaCoO3.
  • the first electrode part 120 and the second electrode part 130 may be formed to have different characteristics.
  • the first electrode part 120 and the second electrode part 130 may have different electrical characteristics, and as a specific example, the first electrode part 120 and the second electrode part 130 may each have a work function value. These may be formed to be different.
  • first electrode part 120 and the second electrode part 130 may contain different materials.
  • the first electrode unit 120 may contain platinum (Pt), the second electrode unit 130 may contain gold (Au), and as another example, the first electrode unit 120 may contain platinum (Pt). Pt) and the second electrode part 130 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the first electrode part 120 may contain (LaxSry)CoOz, and as a specific example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 may be contained, and the second electrode unit 130 may contain LaCoO3. may contain.
  • first electrode part 120 and the second electrode part 130 may be formed using various materials to have different characteristics.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an alternative embodiment of the second electrode of FIG. 1 .
  • the second electrode unit 130 may be formed in multiple layers.
  • the second electrode unit 130 may include a first layer 131 ′ and a second layer 132 ′, and the first layer 131 ′ may be disposed to face the active layer 110 . and may be in contact with the active layer 110 as a specific example.
  • the first layer 131 ′ may be formed of a material different from that of the first electrode part 120
  • the second layer 131 ′ may include a material different from that of the first layer 131 ′.
  • the second layer 131 ′ may be formed of the same material as the first electrode unit 120 .
  • the first electrode part 120 may contain platinum (Pt)
  • the first layer 131' of the second electrode part 130' may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3)
  • the second electrode part 130' may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3)
  • Layer 132' may contain platinum (Pt).
  • the active layer 110 may be disposed between the first electrode part 120 and the second electrode part 130 .
  • the active layer 110 may include a spontaneously polarizable material.
  • the active layer 110 may include a ferroelectric material, and may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • a ferroelectric material may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • the active layer 110 may comprise a perovskite-based material, for example, it may include BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9.
  • the active layer 110 has an ABX3 structure, where A is an alkyl group of CnH2n+1, and at least one material selected from inorganic materials such as Cs and Ru capable of forming a perovskite solar cell structure, B may include at least one material selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce, and X may include a halogen material.
  • the active layer 110 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 ) NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y P
  • the active layer 110 may be formed using various other ferroelectric materials, and descriptions of all examples thereof will be omitted.
  • the ferroelectric material may be doped with various other materials to include additional functions or to improve electrical properties.
  • the active layer 110 has spontaneous polarization and can control the degree and direction of polarization according to the application of an electric field. In addition, the active layer 110 may maintain a polarized state even when the applied electric field is removed.
  • the active layer 110 may be formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a value lower than the first electrical resistance.
  • the electric field controller 190 may be connected to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 to apply an electric field.
  • the direction of the electric field may be controlled through the electric field controller 190 .
  • an electric field is applied to the active layer 110 connected to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 through the electric field controller 190, and by this electric field, the active layer 110 is moved in one direction.
  • the strength of the electric field may be controlled through the electric field controller 190 .
  • 3 and 4 are diagrams for explaining the control of the electric field controller in order to change the first mode and the second mode of the electronic device of FIG. 1 .
  • the application of the first electric field E1 to the first electrode unit 120 and the second electrode unit 130 through the electric field controller 190 of the electronic device 100 is illustrated.
  • the active layer 110 connected to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 is formed with the first It may have a shape polarized in a polarization direction.
  • the application of the second electric field E2 to the first electrode unit 120 and the second electrode unit 130 through the electric field controller 190 of the electronic device 100 is illustrated.
  • the second electric field E2 may be an electric field in a direction different from that of the first electric field E1 .
  • the direction of the second electric field E2 may be opposite to the direction of the first electric field E1 .
  • the active layer 110 connected to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 becomes the first electrode part 120 and the second electrode part 130 . It may have a shape polarized in a second polarization direction opposite to the first polarization direction.
  • the magnitude of the second electric field E2 may have the same value as the magnitude of the first electric field E1 .
  • 5 to 9 are diagrams for explaining the conversion to the electronic first mode and the second mode of FIG. 1 .
  • a polarization hysteresis curve is shown when an electric field is applied to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 through the electric field controller 190 of the electronic device 100 .
  • the horizontal axis represents the electric field (E) and the vertical axis represents the polarization (P).
  • the polarization hysteresis curve of the electronic device 100 does not have a symmetrical shape.
  • the first polarization value (positive Y-intercept value) after applying and removing a positive electric field is a negative electric field (eg, For example, it is different from the second polarization value (negative Y-intercept value) after the second electric field E2) is applied and removed, and specifically, the magnitude of the first polarization value (positive Y-intercept value) is the second polarization value (negative has a value smaller than the size of the Y-intercept of
  • the difference in polarization values may be formed by controlling symmetrical electric field induction due to different characteristics of the first electrode part 120 and the second electrode part 130 as described above.
  • FIG. 6 it is a diagram illustrating a displacement hysteresis curve as an electric field is applied to the first electrode part 120 and the second electrode part 130 through the electric field controller 190 of the electronic device 100 .
  • FIG. 7 is an enlarged view of K of FIG. 6 .
  • a polarized structure may be formed by applying an electric field, and displacement may occur.
  • the horizontal axis represents the electric field (E) and the vertical axis represents the displacement (S).
  • the displacement hysteresis curve of the electronic device 100 does not have a symmetrical shape.
  • the first displacement SE1 after applying and removing a positive electric field eg, the first electric field E1 is a negative electric field (eg, the second electric field (E1)) E2)
  • the magnitude of the first displacement SE1 is greater than the magnitude of the second displacement SE2.
  • the displacement values may be different from each other by applying and removing the first electric field E1 and the second electric field E2 in opposite directions in an asymmetric form.
  • the deformation state that occurs after the removal of the electric field by applying an electric field to the electronic device 100 is not one, but two states.
  • the active layer 110 of the electronic device 100 may have two displacement states.
  • the active layer 110 may selectively have a first displacement SE1 and a second displacement SE2 .
  • the magnitude of the first displacement SE1 is greater than the magnitude of the second displacement SE2.
  • the direction of the electric field is controlled using the electric field controller 190 of the electronic device 100, and accordingly, the direction of polarization formed in the active layer 110 is controlled to have a polarization shape as shown in FIG. and can have a displacement shape as shown in FIG. 6 .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a change in an energy bandgap according to a selective change in a displacement value of the active layer 110 of FIG. 8 .
  • the value of the energy bandgap of the active layer 110 when the active layer 110 has the first displacement SE1 is the value of the energy bandgap of the active layer 110 when the active layer 110 has the second displacement SE2. It may have a value greater than the value of the energy bandgap.
  • the active layer 110 selectively has a difference in the magnitude of the energy band value
  • the active layer 110 may selectively have two electrical resistances of different values.
  • the active layer 110 may have a state (first mode) having a first electrical resistance when it has a first displacement SE1 . Also, when the active layer 110 has the second displacement SE2 , the active layer 110 may have a second electrical resistance lower than the first electrical resistance (second mode).
  • the active layer 110 may selectively have a state having the first electrical resistance (first mode) and a state having the electrical resistance having the second value (second mode).
  • the polarization shape of the active layer 110 is controlled by controlling the direction of the electric field through the electric field controller 190 (see FIG. 5 ), and the displacement shape is controlled according to the polarization shape ( FIGS. 6 and 6 ). 7), the energy bandgap value of the active layer 110 may be selectively determined (refer to FIG. 9) to selectively have the first mode of high resistance or the second mode of low resistance.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • a conductive insertion layer may be formed between the first electrode part and the active layer or between the second electrode part and the active layer.
  • an electric field may be applied to the active layer, and accordingly, it may have a polarization form in the first polarization direction, and may have a polarization form opposite to the first polarization direction by controlling the direction of the electric field.
  • the first electrode portion and the second electrode portion may have different properties, for example, may contain different materials. Through this, an asymmetric electrical characteristic may be induced in the active layer.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction at the time of removing the electric field even when the magnitude of the electric field is the same when electric fields in different directions are applied and the magnitude of the bipolarization direction at the time of removal of the electric field may be different.
  • the active layer may have a displacement in response to the polarization, and may have two displacements of different values when the electric field is applied and then the electric field is removed.
  • the first displacement upon removal after application of the first electric field and the second displacement upon removal after application of the second electric field may have different values.
  • the first electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the first displacement may be different from the second electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the second displacement.
  • the first electrical resistance value may be greater than the second electrical resistance value.
  • the active layer may selectively have one of a first mode having a relatively high electrical resistance value and a second mode having a relatively low electrical resistance value.
  • the first mode may be maintained when the first electric field is applied and then removed
  • the second mode may be maintained when the second electric field is applied and then removed.
  • the first mode and the second mode in which the active layer has two different resistances can be easily implemented, and the electronic device having such an active layer can be used for various purposes.
  • an electronic device may be used as an electrical switching structure.
  • a first mode in which the active layer has a high resistance value corresponds to off, and a second mode in which the active layer has a low resistance value corresponds to on.
  • memory and other various electronic circuit components can be implemented.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 500 may include a first electrode part 520 , a second electrode part 530 , an active layer 510 , and an electric field controller 590 .
  • the first electrode part 520 may contain a conductive material.
  • the first electrode part 520 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the first electrode part 520 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the first electrode part 520 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the first electrode part 520 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the first electrode part 520 may contain LaCoO3.
  • the second electrode part 530 may contain a conductive material and may be spaced apart from the first electrode part 520 .
  • the second electrode part 530 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the second electrode part 530 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the second electrode part 530 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the second electrode part 530 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the second electrode part 530 may contain LaCoO3.
  • the first electrode part 520 and the second electrode part 530 may be formed to have the same characteristics.
  • the first electrode part 520 and the second electrode part 530 may have different electrical characteristics, and as a specific example, the first electrode part 520 and the second electrode part 530 may contain the same material. can do.
  • first electrode part 520 or the second electrode part 530 may have a stacked shape.
  • the active layer 510 may be disposed between the first electrode part 520 and the second electrode part 530 .
  • the active layer 510 may include a spontaneously polarizable material.
  • the active layer 510 may include a ferroelectric material and may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • a ferroelectric material may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • the active layer 510 may comprise a perovskite-based material, for example, it may include BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9.
  • the active layer 510 has an ABX3 structure, where A is an alkyl group of CnH2n+1, and at least one material selected from inorganic materials such as Cs and Ru capable of forming a perovskite solar cell structure, B may include at least one material selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce, and X may include a halogen material.
  • the active layer 510 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 ) NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y
  • the active layer 510 may be formed using various other ferroelectric materials, and descriptions of all examples thereof will be omitted.
  • the ferroelectric material may be doped with various other materials to include additional functions or to improve electrical properties.
  • the active layer 510 has spontaneous polarization and may control the degree and direction of polarization according to application of an electric field. Also, the active layer 510 may maintain a polarized state even when the applied electric field is removed.
  • An ion implantation region may be formed in one region of the active layer 510 .
  • the ion implantation process may be performed using a method such as ion implantation in which a dopant is implanted into a surface of the active layer 510 facing the first electrode part 520 .
  • the ion implantation process may be performed using a method such as ion implantation in which a dopant is implanted into a surface of the active layer 510 facing the second electrode 530 .
  • Ion implantation into the active layer 510 may be performed using various materials.
  • an ion implantation region using a transition metal may be formed in the active layer 510 .
  • an ion implantation region using ytterbium (Yb) or fluorine (F) may be formed in the active layer 510 .
  • the active layer 510 may be formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a lower value than the first electrical resistance.
  • the electric field control unit 590 may be connected to the first electrode unit 520 and the second electrode unit 530 to apply an electric field.
  • the direction of the electric field may be controlled through the electric field controller 590 .
  • an electric field is applied to the active layer 510 connected to the first electrode unit 520 and the second electrode unit 530 through the electric field controller 590, and by this electric field, the active layer 510 is moved in one direction.
  • the strength of the electric field may be controlled through the electric field controller 590 .
  • the first electrode part 520 and the second electrode part 530 When the first electric field E1 is applied to the first electrode part 520 and the second electrode part 530 through the electric field controller 590 of the electronic device 500 , the first electrode part 520 and the second electrode part The active layer 510 connected to the 530 may have a shape polarized in the first polarization direction.
  • the second electric field E2 may be applied to the first electrode unit 520 and the second electrode unit 530 through the electric field controller 590 of the electronic device 500 .
  • the second electric field E2 may be an electric field in a direction different from that of the first electric field E1 .
  • the direction of the second electric field E2 may be opposite to the direction of the first electric field E1 .
  • the active layer 510 connected to the first electrode part 520 and the second electrode part 530 becomes the first electrode part 520 and the second electrode part 530 . It may have a shape polarized in a second polarization direction opposite to the first polarization direction.
  • the magnitude of the second electric field E2 may have the same value as the magnitude of the first electric field E1 .
  • the polarization hysteresis curve of the electronic device 500 of this embodiment does not have a symmetrical shape.
  • the first polarization value positive Y-intercept value in the polarization hysteresis curve
  • the second polarization value negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve
  • the magnitude of the positive Y-intercept value in ? may be smaller than the magnitude of the second polarization value (the negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve).
  • Such a difference in polarization values may be due to an ion implantation region formed in one region of the active layer 510, for example, a surface facing the first electrode part 520 or a surface facing the second electrode 530, as described above. have.
  • a surface of the active layer 510 adjacent to the first electrode part 520 or the second electrode 530 may have surface characteristics such as charge concentration change due to the ion implantation region, and through this, the first electrode part may be changed.
  • the 520 and the second electrode 530 are formed of the same material, when the electric field is applied through the electric field controller 590, for example, when the first electric field and the second electric field in the opposite direction are applied, the difference in polarization values may occur.
  • the active layer 510 of this embodiment may be displaced by applying an electric field.
  • the displacement hysteresis curve of the electronic device 500 may not have a symmetrical shape, and the first displacement SE1 after applying and removing a positive electric field (eg, the first electric field E1) is , is different from the second displacement SE2 after application and removal of a negative electric field (eg, the second electric field E2), and as a specific example, the magnitude of the first displacement SE1 is the second displacement SE2 may have a value greater than the size of
  • the displacement values are also asymmetrical, and may have different values by applying and removing the first electric field E1 and the second electric field E2 in opposite directions.
  • the deformation state that occurs after removing by applying an electric field to the electronic device 500 may have two states instead of one.
  • the active layer 510 of the electronic device 500 may have two displacement states.
  • the active layer 510 may selectively have a first displacement SE1 and a second displacement SE2, and the magnitude of the first displacement SE1 is greater than the magnitude of the second displacement SE2. .
  • the direction of the electric field is controlled using the electric field controller 590 of the electronic device 500, and accordingly, the polarization direction formed in the active layer 510 is controlled to remove the polarization shape and the electric field corresponding thereto. It is possible to have two displacement states of different values.
  • the energy bandgap of the active layer 510 is a second displacement in which the active layer 510 has a smaller value than the first displacement SE1 .
  • SE2 When SE2 is present, it may have a value greater than the value of the energy bandgap of the active layer 510 .
  • the active layer 510 may selectively have two electrical resistances of different values.
  • the active layer 510 may have a state (first mode) having a first electrical resistance when it has a first displacement SE1 . Also, when the active layer 510 has the second displacement SE2 , the active layer 510 may have a second electrical resistance lower than the first electrical resistance (second mode).
  • the active layer 510 may selectively have a state having the first electrical resistance (a first mode) and a state having an electrical resistance having a second value (a second mode).
  • the polarization form of the active layer 510 is controlled by controlling the direction of the electric field through the electric field controller 590, and the displacement form is controlled according to the polarization form, and thus the energy of the active layer 510 is controlled.
  • the bandgap value may be selectively determined to selectively have the first mode of high resistance or the second mode of low resistance.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • a conductive insertion layer may be formed between the first electrode part and the active layer or between the second electrode part and the active layer.
  • an electric field may be applied to the active layer, and accordingly, it may have a polarization form in the first polarization direction, and may have a polarization form opposite to the first polarization direction by controlling the direction of the electric field.
  • a doping process may be performed using various materials on one surface of the active layer, for example, one surface facing the first electrode unit or one surface facing the second electrode unit.
  • the interface property between the active layer and the first electrode may be changed differently from the interface property between the active layer and the second electrode.
  • the electric field inside the active layer may be induced asymmetrically due to the change in the interfacial properties.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction at the time of removing the electric field and the second polarization direction at the time of removing the electric field even when the magnitude of the electric field is the same when electric fields in different directions are applied may be different in size.
  • the active layer may have a displacement in response to the polarization, and may have two displacements of different values when the electric field is applied and then the electric field is removed.
  • the first displacement upon removal after application of the first electric field and the second displacement upon removal after application of the second electric field may have different values.
  • the first electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the first displacement may be different from the second electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the second displacement.
  • the first electrical resistance value may be greater than the second electrical resistance value.
  • the active layer may selectively have one of a first mode having a relatively high electrical resistance value and a second mode having a relatively low electrical resistance value.
  • the first mode may be maintained when the first electric field is applied and then removed
  • the second mode may be maintained when the second electric field is applied and then removed.
  • the first mode and the second mode in which the active layer has two different resistances can be easily implemented, and the electronic device having such an active layer can be used for various purposes.
  • an electronic device may be used as an electrical switching structure.
  • a first mode in which the active layer has a high resistance value corresponds to off, and a second mode in which the active layer has a low resistance value corresponds to on.
  • memory and other various electronic circuit components can be implemented.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 300 of this embodiment may include a first electrode part 320 , a second electrode part 330 , an active layer 310 , and an electric field controller 390 .
  • the first electrode part 320 may contain a conductive material.
  • the first electrode part 320 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the first electrode part 320 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the first electrode part 320 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the first electrode part 320 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the first electrode part 320 may contain LaCoO3.
  • the second electrode part 330 may contain a conductive material and may be spaced apart from the first electrode part 320 .
  • the second electrode part 330 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the second electrode part 330 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the second electrode part 330 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the second electrode part 330 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the second electrode part 330 may contain LaCoO3.
  • the first electrode part 320 and the second electrode part 330 may be formed to have the same characteristics.
  • the first electrode part 320 and the second electrode part 330 may have different electrical characteristics, and as a specific example, the first electrode part 320 and the second electrode part 330 contain the same material. can do.
  • first electrode part 320 or the second electrode part 330 may have a stacked shape.
  • the active layer 310 may be disposed between the first electrode part 320 and the second electrode part 330 .
  • the active layer 310 may include a spontaneously polarizable material.
  • the active layer 310 may include a ferroelectric material, and may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • a ferroelectric material may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • the active layer 310 may comprise a perovskite-based material, for example, it may include BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9.
  • the active layer 310 has an ABX3 structure, where A is an alkyl group of CnH2n+1, and at least one material selected from inorganic materials such as Cs and Ru capable of forming a perovskite solar cell structure, B may include at least one material selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce, and X may include a halogen material.
  • the active layer 310 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 ) NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y
  • the active layer 310 may be formed using various other ferroelectric materials, and descriptions of all examples thereof will be omitted.
  • the ferroelectric material may be doped with various other materials to include additional functions or to improve electrical properties.
  • the active layer 310 has spontaneous polarization and can control the degree and direction of polarization according to application of an electric field. Also, the active layer 310 may maintain a polarized state even when the applied electric field is removed.
  • a surface treatment region may be formed in one region of the active layer 310 .
  • an oxygen change region specifically, a surface treatment region including an oxygen depletion region, may be formed on a surface of the active layer 310 facing the first electrode part 320 by performing a heat treatment process.
  • an oxygen change region specifically, a surface treatment region including an oxygen depletion region, may be formed on a surface of the active layer 310 facing the second electrode part 330 by performing a heat treatment process.
  • a surface treatment region including a surface treatment region is selectively formed in a region facing the first electrode unit 320 or a region facing the second electrode unit 330 to form a surface treatment region within the active layer 310 .
  • the electric field characteristics may be implemented asymmetrically.
  • the active layer 310 may be formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a lower value than the first electrical resistance.
  • the electric field control unit 390 may be connected to the first electrode unit 320 and the second electrode unit 330 to apply an electric field.
  • the direction of the electric field may be controlled through the electric field controller 390 .
  • an electric field is applied to the active layer 310 connected to the first electrode unit 320 and the second electrode unit 330 through the electric field control unit 390, and by this electric field, the active layer 310 moves in one direction.
  • the strength of the electric field may be controlled through the electric field controller 390 .
  • the first electrode part 320 and the second electrode part 330 When the first electric field E1 is applied to the first electrode part 320 and the second electrode part 330 through the electric field controller 390 of the electronic device 300 , the first electrode part 320 and the second electrode part The active layer 310 connected to the 330 may have a shape polarized in the first polarization direction.
  • the second electric field E2 may be applied to the first electrode unit 320 and the second electrode unit 330 through the electric field controller 390 of the electronic device 300 .
  • the second electric field E2 may be an electric field in a direction different from that of the first electric field E1 .
  • the direction of the second electric field E2 may be opposite to the direction of the first electric field E1 .
  • the active layer 310 connected to the first electrode part 320 and the second electrode part 330 becomes the first electrode part 320 and the second electrode part 330 . It may have a shape polarized in a second polarization direction opposite to the first polarization direction.
  • the magnitude of the second electric field E2 may have the same value as the magnitude of the first electric field E1 .
  • the polarization hysteresis curve of the electronic device 300 of this embodiment does not have a symmetrical shape.
  • the first polarization value positive Y-intercept value in the polarization hysteresis curve
  • the second polarization value negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve
  • the magnitude of the positive Y-intercept value in ? may be smaller than the magnitude of the second polarization value (the negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve).
  • Such a difference in polarization values is due to a surface treatment region formed in one region of the active layer 310 , for example, a surface facing the first electrode unit 320 or a surface facing the second electrode unit 330 as described above.
  • a surface treatment region formed in one region of the active layer 310 for example, a surface facing the first electrode unit 320 or a surface facing the second electrode unit 330 as described above.
  • the surface of the active layer 310 adjacent to the first electrode part 320 or the second electrode part 330 suffers from oxygen deficiency due to the heat treatment process, and by controlling the formation of the oxygen-deficient region, the surface characteristics are improved.
  • a modified surface treatment area may be formed.
  • the first electrode part 320 and the second electrode part 330 are formed of the same material, when the electric field is applied through the electric field controller 390, for example, the first electric field and the second electric field in the opposite direction It may be formed upon application.
  • This difference in polarization affects the displacement characteristics, and for example, the active layer 310 of this embodiment may be displaced by applying an electric field as shown in FIG. 6 described above.
  • the displacement hysteresis curve of the electronic device 300 may not have a symmetrical shape, and the first displacement SE1 after applying and removing a positive electric field (eg, the first electric field E1) is , different from the second displacement SE2 after application and removal of a negative electric field (for example, the second electric field E2), specifically, the magnitude of the first displacement SE1 is that of the second displacement SE2 It may have a value greater than the size.
  • a positive electric field eg, the first electric field E1
  • a negative electric field for example, the second electric field E2
  • the magnitude of the first displacement SE1 is that of the second displacement SE2 It may have a value greater than the size.
  • the displacement values are also asymmetrical, and may have different values by applying and removing the first electric field E1 and the second electric field E2 in opposite directions.
  • the deformation state that occurs after removing by applying an electric field to the electronic device 300 may have two states instead of one.
  • the active layer 310 of the electronic device 300 may have two displacement states.
  • the active layer 310 may selectively have a first displacement SE1 and a second displacement SE2, and the magnitude of the first displacement SE1 is greater than the magnitude of the second displacement SE2. .
  • the direction of the electric field is controlled using the electric field controller 390 of the electronic device 300 , and accordingly, the polarization direction formed in the active layer 310 is controlled to remove the polarization shape and the electric field corresponding thereto. It is possible to have two displacement states of different values.
  • the energy bandgap of the active layer 310 is a second displacement in which the active layer 310 has a smaller value than the first displacement SE1 . It may have a value greater than the value of the energy bandgap of the active layer 310 when it has SE2.
  • the active layer 310 may selectively have two electrical resistances having different values.
  • the active layer 310 may have a state (first mode) having a first electrical resistance when it has a first displacement SE1 . Also, when the active layer 310 has the second displacement SE2 , the active layer 310 may have a state (second mode) having a second electrical resistance lower than the first electrical resistance.
  • the active layer 310 may selectively have a state having the first electrical resistance (first mode) and a state having the electrical resistance having the second value (second mode).
  • the polarization form of the active layer 310 is controlled by controlling the direction of the electric field through the electric field controller 390, and the displacement form is controlled according to the polarization form, and thus the energy of the active layer 310 is controlled.
  • the bandgap value may be selectively determined to selectively have the first mode of high resistance or the second mode of low resistance.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • a conductive insertion layer may be formed between the first electrode part and the active layer or between the second electrode part and the active layer.
  • an electric field may be applied to the active layer, and accordingly, it may have a polarization form in the first polarization direction, and may have a polarization form opposite to the first polarization direction by controlling the direction of the electric field.
  • a surface treatment region may be formed on one side of the active layer, for example, one side facing the first electrode unit or one side facing the second electrode unit, and for example, oxygen deficiency through a heat treatment process.
  • a region may be formed.
  • the interface property between the active layer and the first electrode may be changed differently from the interface property between the active layer and the second electrode.
  • the electric field inside the active layer may be induced asymmetrically due to the change in the interfacial properties.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction at the time of removing the electric field and the second polarization direction at the time of removing the electric field even when the magnitude of the electric field is the same when electric fields in different directions are applied may be different in size.
  • the active layer may have a displacement in response to the polarization, and may have two displacements of different values when the electric field is applied and then the electric field is removed.
  • the first displacement upon removal after application of the first electric field and the second displacement upon removal after application of the second electric field may have different values.
  • the first electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the first displacement may be different from the second electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the second displacement.
  • the first electrical resistance value may be greater than the second electrical resistance value.
  • the active layer may selectively have one of a first mode having a relatively high electrical resistance value and a second mode having a relatively low electrical resistance value.
  • the first mode may be maintained when the first electric field is applied and then removed
  • the second mode may be maintained when the second electric field is applied and then removed.
  • the first mode and the second mode in which the active layer has two different resistances can be easily implemented, and the electronic device having such an active layer can be used for various purposes.
  • an electronic device may be used as an electrical switching structure.
  • a first mode in which the active layer has a high resistance value corresponds to off, and a second mode in which the active layer has a low resistance value corresponds to on.
  • memory and other various electronic circuit components can be implemented.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 400 of this embodiment may include a first electrode part 420 , a second electrode part 430 , an active layer 410 , and an electric field controller 490 .
  • the first electrode part 420 may contain a conductive material.
  • the first electrode part 420 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the first electrode part 420 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the first electrode part 420 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the first electrode part 420 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the first electrode part 420 may contain LaCoO3.
  • the second electrode part 430 may contain a conductive material and may be spaced apart from the first electrode part 420 .
  • the second electrode part 430 may include aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or gold (Au). , it may be formed to contain silver (Ag) or platinum (Pt).
  • the second electrode part 430 may be formed using a conductive metal oxide.
  • the second electrode part 430 may contain strontium ruthenium oxide (SrRuO3).
  • the second electrode part 430 may contain (LaxSry)CoOz, for example, (La 0.5 Sr 0.5 )CoO 3 . Also, as another example, the second electrode part 430 may contain LaCoO3.
  • the first electrode part 420 and the second electrode part 430 may be formed to have the same characteristics.
  • the first electrode part 420 and the second electrode part 430 may have different electrical characteristics, and as a specific example, the first electrode part 420 and the second electrode part 430 contain the same material. can do.
  • first electrode part 420 or the second electrode part 430 may have a stacked shape.
  • the active layer 410 may be disposed between the first electrode part 420 and the second electrode part 430 .
  • the active layer 410 may include a spontaneously polarizable material.
  • the active layer 410 may include a ferroelectric material and may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • a ferroelectric material may include a material with spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
  • the active layer 410 may include a first layer 411 and a second layer 412 .
  • the first layer 411 may be adjacent to the first electrode part 420
  • the second layer 412 may be adjacent to the second electrode part 430 .
  • the first layer 411 of the active layer 410 may be disposed between the second layer 412 and the first electrode part 420 .
  • the first layer 411 of an optional embodiment, the active layer 410 may comprise a perovskite-based material, for example, may include BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9.
  • the first layer 411 of the active layer 410 has an ABX3 structure, where A is an alkyl group of CnH2n+1, and at least one material selected from inorganic materials such as Cs and Ru capable of forming a perovskite solar cell structure.
  • A is an alkyl group of CnH2n+1
  • B may include at least one material selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce
  • X may include a halogen material.
  • the active layer 410 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 ) NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y
  • the first layer 411 of the active layer 410 may be formed using various other ferroelectric materials, and descriptions of all examples thereof will be omitted.
  • the ferroelectric material may be doped with various other materials to include additional functions or to improve electrical properties.
  • the second layer 412 of the active layer 410 may be disposed between the first layer 411 and the second electrode part 430 .
  • the second layer 412 of an optional embodiment, the active layer 410 may comprise a perovskite-based material, for example, may include BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9.
  • the second layer 412 of the active layer 410 has an ABX3 structure, where A is an alkyl group of CnH2n+1, and at least one material selected from inorganic materials such as Cs and Ru capable of forming a perovskite solar cell structure.
  • A is an alkyl group of CnH2n+1
  • B may include at least one material selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce
  • X may include a halogen material.
  • the active layer 410 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 ) NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y
  • the second layer 412 of the active layer 410 may be formed using various other ferroelectric materials, and descriptions of all examples thereof will be omitted.
  • the ferroelectric material may be doped with various other materials to include additional functions or to improve electrical properties.
  • the active layer 410 has spontaneous polarization and may control the degree and direction of polarization according to application of an electric field. Also, the active layer 410 may maintain a polarized state even when the applied electric field is removed.
  • the first layer 411 and the second layer 412 of the active layer 410 may have different characteristics.
  • the first layer 411 and the second layer 412 of the active layer 410 may each include different materials.
  • the first layer 411 of the active layer 410 may include one of the above materials, for example, it contains PbTiO3, and the second layer 412 may include the second layer 412 of the above materials. It may contain a material different from that of the first layer 411 , for example, BaTiO 3 .
  • the region facing the first electrode unit 420 and the region facing the second electrode unit 430 may have different characteristics, and electric field characteristics within the active layer 410 may be asymmetrical.
  • electric field characteristics within the active layer 410 may be asymmetrical.
  • the active layer 410 may be formed to selectively have a first mode having a first electrical resistance and a second mode having a lower value than the first electrical resistance.
  • the electric field controller 490 may be connected to the first electrode part 420 and the second electrode part 430 to apply an electric field.
  • the direction of the electric field may be controlled through the electric field controller 490 .
  • an electric field is applied to the active layer 410 connected to the first electrode part 420 and the second electrode part 430 through the electric field controller 490, and by this electric field, the active layer 410 is moved in one direction.
  • the strength of the electric field may be controlled through the electric field controller 490 .
  • the first electrode part 420 and the second electrode part 430 When the first electric field E1 is applied to the first electrode part 420 and the second electrode part 430 through the electric field controller 490 of the electronic device 400 , the first electrode part 420 and the second electrode part The active layer 410 connected to the 430 may have a shape polarized in the first polarization direction.
  • the second electric field E2 may be applied to the first electrode unit 420 and the second electrode unit 430 through the electric field controller 490 of the electronic device 400 .
  • the second electric field E2 may be an electric field in a direction different from that of the first electric field E1 .
  • the direction of the second electric field E2 may be opposite to the direction of the first electric field E1 .
  • the active layer 410 connected to the first electrode part 420 and the second electrode part 430 becomes the first electrode part 420 and the second electrode part 430 . It may have a shape polarized in a second polarization direction opposite to the first polarization direction.
  • the magnitude of the second electric field E2 may have the same value as the magnitude of the first electric field E1 .
  • the polarization hysteresis curve of the electronic device 400 of the present embodiment does not have a symmetrical shape.
  • the first polarization value positive Y-intercept value in the polarization history curve
  • a positive electric field eg, the first electric field E1
  • the second polarization value negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve
  • the magnitude of the positive Y-intercept value in ? may be smaller than the magnitude of the second polarization value (the negative Y-intercept value in the polarization hysteresis curve).
  • the difference in polarization values is the first layer 411 is formed in one region of the active layer 410 , for example, the region facing the first electrode part 420 , and the second electrode part 430 is formed in the same region as described above. This may be due to the formation of the second layer 412 different from the first layer 411 in the facing region.
  • the first layer 411 of the active layer 410 contains PbTiO3 as one of the various materials of the active layer 410
  • the second layer 412 includes the first layer 412 of the materials of the various active layers 410 .
  • It may contain a material different from that of the layer 411 , for example, BaTiO 3 , and through this, even when the first electrode part 420 and the second electrode part 430 are formed of the same material, the electric field controller 490
  • an electric field is applied, for example, a difference in polarization values may occur when a first electric field and a second electric field in an opposite direction are applied.
  • the active layer 410 of the present embodiment may be displaced by applying an electric field as shown in FIG. 6 described above.
  • the displacement hysteresis curve of the electronic device 400 may not have a symmetrical shape, and the first displacement SE1 after applying and removing a positive electric field (eg, the first electric field E1) is , is different from the second displacement SE2 after application and removal of a negative electric field (eg, the second electric field E2), and as a specific example, the magnitude of the first displacement SE1 is the second displacement SE2 may have a value greater than the size of
  • the displacement values are also asymmetrical, and may have different values by applying and removing the first electric field E1 and the second electric field E2 in opposite directions.
  • the deformation state that occurs after removal by applying an electric field to the electronic device 400 may have two states instead of one.
  • the active layer 410 of the electronic device 400 may have two displacement states.
  • the active layer 410 may selectively have a first displacement SE1 and a second displacement SE2, and the magnitude of the first displacement SE1 is greater than the magnitude of the second displacement SE2. .
  • the direction of the electric field is controlled by using the electric field controller 490 of the electronic device 400, and accordingly, the polarization direction formed in the active layer 410 is controlled to remove the polarization shape and the electric field corresponding thereto. It is possible to have two displacement states of different values.
  • the energy bandgap of the active layer 410 is a second displacement in which the active layer 410 has a smaller value than the first displacement SE1. It may have a value greater than the value of the energy bandgap of the active layer 410 when it has SE2.
  • the active layer 410 may selectively have two electrical resistances having different values.
  • the active layer 410 may have a state (first mode) having a first electrical resistance when it has a first displacement SE1 . Also, when the active layer 410 has the second displacement SE2 , the active layer 410 may have a state (second mode) having a second electrical resistance lower than the first electrical resistance.
  • the active layer 410 may selectively have a state having the first electrical resistance (a first mode) and a state having an electrical resistance having a second value (a second mode).
  • the polarization form of the active layer 410 is controlled by controlling the direction of the electric field through the electric field controller 490, and the displacement form is controlled according to the polarization form, and thus the energy of the active layer 410 is controlled.
  • the bandgap value may be selectively determined to selectively have the first mode of high resistance or the second mode of low resistance.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • a conductive insertion layer may be formed between the first electrode part and the active layer or between the second electrode part and the active layer.
  • an electric field may be applied to the active layer, and accordingly, it may have a polarization form in the first polarization direction, and may have a polarization form opposite to the first polarization direction by controlling the direction of the electric field.
  • a first layer and a second layer may be formed in one region of the active layer, for example, one region facing the first electrode unit, and a second layer formed in one region facing the second electrode unit, the first layer and the second layer
  • the silvers may have different properties, for example, may comprise different materials from each other.
  • an interface property between the active layer and the first electrode may be different from an interface property between the active layer and the second electrode.
  • the electric field inside the active layer may be induced asymmetrically due to the change in the interfacial properties.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction at the time of removing the electric field and the second polarization direction at the time of removing the electric field even when the magnitude of the electric field is the same when electric fields in different directions are applied may be different in size.
  • the active layer may have a displacement in response to the polarization, and may have two displacements of different values when the electric field is applied and then the electric field is removed.
  • the first displacement upon removal after application of the first electric field and the second displacement upon removal after application of the second electric field may have different values.
  • the first electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the first displacement may be different from the second electrical resistance value of the active layer in the state corresponding to the second displacement.
  • the first electrical resistance value may be greater than the second electrical resistance value.
  • the active layer may selectively have one of a first mode having a relatively high electrical resistance value and a second mode having a relatively low electrical resistance value.
  • the first mode may be maintained when the first electric field is applied and then removed
  • the second mode may be maintained when the second electric field is applied and then removed.
  • the first mode and the second mode in which the active layer has two different resistances can be easily implemented, and the electronic device having such an active layer can be used for various purposes.
  • an electronic device may be used as an electrical switching structure.
  • a first mode in which the active layer has a high resistance value corresponds to off, and a second mode in which the active layer has a low resistance value corresponds to on.
  • memory and other various electronic circuit components can be implemented.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 500 of this embodiment includes a first electrode part 520 , a second electrode part 530 , an active layer 510 , an electric field controller 590 , a first connection electrode 550 , and a second electrode part 530 .
  • Two connection electrodes 560 may be included.
  • the first electrode part 520 , the second electrode part 530 , the active layer 510 , and the electric field controller 590 are described in the electronic devices 100 , 200 , 300 , and 400 of the embodiments of FIGS. 1 to 12 . Since it can be applied by being the same as or modified within a similar range as necessary, a detailed description will be omitted and different parts will be mainly described.
  • the first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be formed on the surface of the active layer 510 , respectively.
  • first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be disposed to be spaced apart from the first electrode part 120 and the second electrode part 130 , respectively.
  • first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be disposed on a surface of the active layer 510 on which the first electrode part 120 and the second electrode part 130 are not formed, respectively.
  • first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 face each other on the side of the active layer 510 on which the first electrode part 120 and the second electrode part 130 are not formed. It can be placed for viewing.
  • the first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be formed using various conductive materials.
  • the first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be formed to contain aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, or tungsten.
  • the first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may include a structure in which a plurality of conductive layers are stacked.
  • the first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be formed using a conductive metal oxide, for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • a conductive metal oxide for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • indium oxide eg, In 2 O 3
  • tin oxide eg , SnO 2
  • zinc oxide eg ZnO
  • indium tin oxide alloy eg In 2 O 3 —SnO 2
  • first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may be terminal members including input/output of electrical signals.
  • first connection electrode 550 and the second connection electrode 560 may include a source electrode or a drain electrode.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • the first connection electrode and the second connection electrode may be formed on the active layer to be spaced apart from the first electrode part and the second electrode part.
  • the electric field inside the active layer can be induced asymmetrically as in the above-described embodiments, and therefore, even when the electric fields in different directions are applied, even when the electric fields have the same magnitude, the electric field is removed at the time of removal of the electric field.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction may be different from the magnitude of the polarization in the second polarization direction when the electric field is removed.
  • the active layer can have different first and second displacements, and the active layer can easily implement the first mode and the second mode having two different resistances.
  • a difference in the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may occur in the first mode in which the active layer has a high resistance value and the second mode in which the active layer has a low resistance value.
  • the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may not occur or the flow of current may be less than a set standard, and the second mode is on Correspondingly, a flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may occur or may exceed a set criterion.
  • the electronic device can be applied to implement a memory and other various electronic circuit components.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 600 of the present embodiment includes a first electrode part 620 , a second electrode part 630 , an active layer 610 , an electric field controller 690 , a first connection electrode 650 , and a second electrode part 630 .
  • Two connection electrodes 660 may be included.
  • the first electrode part 620 , the second electrode part 630 , the active layer 610 , and the electric field controller 690 are described in the electronic devices 100 , 200 , 300 , and 400 of the embodiments of FIGS. 1 to 12 . Since it can be applied by being the same as or modified within a similar range as necessary, a detailed description will be omitted and different parts will be mainly described.
  • the first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be formed to be spaced apart from each other on the surface of the active layer 610 , respectively.
  • first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be disposed to be spaced apart from the first electrode part 120 and the second electrode part 130 , respectively.
  • the first connection electrode 650 may be disposed to be spaced apart from the first electrode part 620 on the upper surface of the active layer 610 , and as a specific example, the first electrode part in one region of the upper surface of the active layer 610 .
  • the first connection electrode 650 may be formed in a region where the 620 is formed and different from the region in which the first electrode part 620 is formed among the regions of the upper surface of the active layer 610 .
  • connection electrode 660 may be disposed to be spaced apart from the second electrode part 630 on the lower surface of the active layer 610 , and as a specific example, the second electrode part 630 in one region of the lower surface of the active layer 610 . .
  • the first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be formed using various conductive materials.
  • the first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be formed to contain aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, or tungsten.
  • the first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may include a structure in which a plurality of conductive layers are stacked.
  • the first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be formed using a conductive metal oxide, for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • a conductive metal oxide for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • indium oxide eg, In 2 O 3
  • tin oxide eg , SnO 2
  • zinc oxide eg ZnO
  • indium tin oxide alloy eg In 2 O 3 —SnO 2
  • first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may be terminal members including input/output of electrical signals.
  • first connection electrode 650 and the second connection electrode 660 may include a source electrode or a drain electrode.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • the first connection electrode and the second connection electrode may be formed on the active layer to be spaced apart from the first electrode part and the second electrode part.
  • first electrode part and the first connection electrode may be formed on one surface of the active layer, and the second electrode part and the second connection electrode may be formed on the other surface of the active layer.
  • the first electrode part and the first connection electrode may be formed by simultaneously patterning using the same material
  • the second electrode part and the second connection electrode may be formed by simultaneously patterning using the same material. It is possible to improve the manufacturing characteristics of the electronic device and easily form a fine line width structure through precise pattern formation.
  • the electric field inside the active layer can be induced asymmetrically as in the above-described embodiments, and therefore, even when the electric fields in different directions are applied, even when the electric fields have the same magnitude, the electric field is removed at the time of removal of the electric field.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction may be different from the magnitude of the polarization in the second polarization direction when the electric field is removed.
  • the active layer can have different first and second displacements, and the active layer can easily implement the first mode and the second mode having two different resistances.
  • a difference in the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may occur in the first mode in which the active layer has a high resistance value and the second mode in which the active layer has a low resistance value.
  • the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may not occur or the flow of current may be less than a set standard, and the second mode is on Correspondingly, a flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may occur or may exceed a set criterion.
  • the electronic device can be applied to implement a memory and other various electronic circuit components.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an electronic device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a plan view viewed from the H direction of FIG. 15
  • FIG. 17 is a schematic diagram of the energy band relationship of the electronic device of FIG. It is a drawing for explanation.
  • the electronic device 700 of this embodiment includes a first electrode part 720 , a second electrode part 730 , an active layer 710 , an electric field controller 790 , and a first connection electrode 750 . ) and a second connection electrode 760 .
  • the first electrode part 720 , the second electrode part 730 , the active layer 710 , and the electric field controller 790 are described in the electronic devices 100 , 200 , 300 , and 400 of the embodiments of FIGS. 1 to 12 . Since it can be applied by being the same as or modified within a similar range as necessary, a detailed description will be omitted and different parts will be mainly described.
  • the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be formed to be spaced apart from each other on the surface of the active layer 710 , respectively.
  • first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be disposed to be spaced apart from the first electrode part 120 and the second electrode part 130 , respectively.
  • the first connection electrode 750 may be disposed to be spaced apart from the first electrode unit 720 on the upper surface of the active layer 710 , and as a specific example, the first connection electrode may be disposed on a region of the upper surface of the active layer 710 .
  • the first electrode part 720 may be formed so that the 750 is formed and surrounds the first connection electrode 750 on the upper surface of the active layer 710 .
  • the first electrode part 720 may include an open part 720H, and the first connection electrode 750 may be disposed in the open part 720H to be spaced apart from the first electrode part 720 .
  • connection electrode 760 may be disposed to be spaced apart from the second electrode part 730 on the lower surface of the active layer 710 . ) is formed and the second electrode part 730 may be formed on the lower surface of the active layer 710 to surround the second connection electrode 760 .
  • the second electrode part 730 may include an open part 730H, and the second connection electrode 760 may be disposed within the open part 730H to be spaced apart from the second electrode part 730 .
  • the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be formed using various conductive materials.
  • the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be formed to contain aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, or tungsten.
  • the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may include a structure in which a plurality of conductive layers are stacked.
  • the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be formed using a conductive metal oxide, for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • a conductive metal oxide for example, indium oxide (eg, In 2 O 3 ), tin oxide (eg , SnO 2 ), zinc oxide (eg ZnO), indium tin oxide alloy (eg In 2 O 3 —SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (eg In 2 O 3 —ZnO).
  • indium oxide eg, In 2 O 3
  • tin oxide eg , SnO 2
  • zinc oxide eg ZnO
  • indium tin oxide alloy eg In 2 O 3 —SnO 2
  • first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may be terminal members including input/output of electrical signals.
  • first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 may include a source electrode or a drain electrode.
  • 17 is a diagram illustrating a change in an energy bandgap according to a selective change in a displacement value of the active layer 710 of the electronic device 700 of FIG. 15 .
  • the active layer 710 has the first displacement SE1
  • the value of the energy bandgap Eb of the active layer 710 is displayed on the left (for example, in the first mode), the active layer
  • the value of the energy bandgap Eb of the active layer 710 is displayed on the right side (eg, in the second mode).
  • the energy bandgap value of the active layer 710 is different, and accordingly, the first connection electrode 750 and the second connection electrode 760 are different. ), it can be inferred that the characteristics of the flow of current between them are changed differently.
  • an active layer may be disposed between the first electrode part and the second electrode part, for example, may be disposed to be in contact with each other.
  • the first connection electrode and the second connection electrode may be formed on the active layer to be spaced apart from the first electrode part and the second electrode part.
  • first electrode part and the first connection electrode may be formed on one surface of the active layer, and the second electrode part and the second connection electrode may be formed on the other surface of the active layer.
  • first electrode part may be formed to surround the first connection electrode and the second electrode part may be formed to surround the second connection electrode.
  • the first electrode part and the first connection electrode may be formed by simultaneously patterning using the same material
  • the second electrode part and the second connection electrode may be formed by simultaneously patterning using the same material. It is possible to improve the manufacturing characteristics of the electronic device and easily form a fine line width structure through precise pattern formation.
  • the electric field inside the active layer can be induced asymmetrically as in the above-described embodiments, and therefore, even when the electric fields in different directions are applied, even when the electric fields have the same magnitude, the electric field is removed at the time of removal of the electric field.
  • the magnitude of the polarization in the first polarization direction may be different from the magnitude of the polarization in the second polarization direction when the electric field is removed.
  • the active layer can have different first and second displacements, and the active layer can easily implement the first mode and the second mode having two different resistances.
  • a difference may occur in the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode in the first mode in which the active layer has a high resistance value and the second mode in which the active layer has a low resistance value.
  • the flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may not occur or the flow of current may be less than a set standard, and the second mode is on Correspondingly, a flow of current between the first connection electrode and the second connection electrode may occur or may exceed a set criterion.
  • the electronic device can be applied to implement a memory and other various electronic circuit components.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device 800 may include a first electrode part 820 , a second electrode part 830 , and an active layer 810 .
  • the polarization direction of the active layer 810 is controlled to the first polarization direction or the second polarization direction, and accordingly, the first mode and the second mode can optionally have.
  • the active layer 810 may have a first mode having a high resistance value and a second mode having a lower resistance value than this.
  • first electrode part 820 and the second electrode part 830 may be applied as connection electrodes.
  • the electric field may be removed.
  • an electric field smaller than an electric field sufficient to be in a second mode to be described later may be maintained without removing the electric field.
  • the first electrode part 820 and the second electrode part 830 may be used as a connection electrode, for example, a source or drain electrode, and in this case, no current flows or a current less than a set value flows into the device, or An output value of the memory may be output as off.
  • the electric field may be removed.
  • the first electrode part 820 and the second electrode part 830 may be used as a connection electrode, for example, a source or drain electrode, and in this case, a current flows or a current greater than a set value flows to the device or memory.
  • An output value of may be output as on.
  • the first electrode part and the second electrode part are connected electrodes, so that the flow of current is controlled therebetween, so that an electronic device can be applied to implement a memory and other various electronic circuit components.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는 도전성 재료를 함유하는 제1 전극부, 상기 제1 전극과 이격되고 도전성 재료를 함유하는 제2 전극부, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하고 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성된 활성층 및 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성된 전기장 제어부를 포함하는 전자 소자를 개시한다.

Description

전자 소자 및 전자 소자 제어 방법
본 발명은 전자 소자 및 이의 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 전자 소자를 포함하고, 예를들면 CPU, 메모리, 기타 다양한 전자 소자를 포함한다. 이러한 전자 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 전자 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 전자 회로를 구현하고 제어하는데 한계가 있다.
한편, 메모리 소자, 특히 비휘발성 메모리 소자는 컴퓨터뿐 아니라, 카메라, 통신기기 등 다양한 전자 장치의 정보 기억 및/또는 처리 장치로서 폭넓게 이용되고 있다.
이러한 메모리 소자는, 특히 수명과 속도의 면에서 많은 개발이 이루어지고 있는 데, 대부분의 과제는 메모리 수명과 속도의 확보에 있으나, 이를 향상한 메모리 소자를 구현하는데 한계가 있다.
본 발명은 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있는 전자 소자 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 도전성 재료를 함유하는 제1 전극부, 상기 제1 전극과 이격되고 도전성 재료를 함유하는 제2 전극부, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하고 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성된 활성층 및 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성된 전기장 제어부를 포함하는 전자 소자를 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 활성층 상에 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 이격되도록 형성된 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 도전성 재료를 함유하는 제1 전극부, 상기 제1 전극과 이격되고 도전성 재료를 함유하는 제2 전극부, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하고 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성된 활성층 및 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성된 전기장 제어부를 포함하는 전자 소자에 대하여, 서로 활성층의 제1 모드 및 제2 모드의 선택을 제어하여 상기 전자 소자의 저항값을 선택적으로 제어하는 것을 포함하는 전자 소자 제어 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 활성층 상에 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 이격되도록 형성된 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함하고, 상기 제1 연결 전극과 상기 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 관한 전자 소자 및 이의 제어 방법은 전자 소자의 전기적 특성 및 제조 특성을 향상하고, 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 제2 전극의 선택적 실시예를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 전자 소자의 제1 모드 및 제2 모드로의 변환을 위하여 전기장 제어부를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 9는 도 1의 전자 제1 모드 및 제2 모드로의 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 16은 도 15의 H 방향에서 본 평면도이다.
도 17은 도 15의 전자 소자의 에너지 밴드 관계를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
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 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(100)는 제1 전극부(120), 제2 전극부(130), 활성층(110) 및 전기장 제어부(190)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(120)는 도전성 재료를 함유할 수 있다.
예를들면 제1 전극부(120)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(120)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제1 전극부(120)은 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(120)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제1 전극부(120)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
제2 전극부(130)는 도전성 재료를 함유할 수 있고, 상기 제1 전극부(120)와 이격될 수 있다.
예를들면 제2 전극부(130)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(130)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제2 전극부(130)는 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(130)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제2 전극부(130)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
제1 전극부(120)와 제2 전극부(130)는 상이한 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
일 예로서 제1 전극부(120)와 제2 전극부(130)는 상이한 전기적 특성을 가질 수 있고, 구체적 예로서 제1 전극부(120)와 제2 전극부(130)는 각각 일함수 값이 상이하도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 전극부(120)와 제2 전극부(130)는 상이한 재료를 함유할 수 있다.
일 예로서 제1 전극부(120)는 백금(Pt)을 함유하고 제2 전극부(130)는 금(Au)을 함유할 수 있고, 다른 일 예로서 제1 전극부(120)는 백금(Pt)을 함유하고 제2 전극부(130)는 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 일 예로서 제1 전극부(120)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 구체적 예로서 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있고, 제2 전극부(130)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
기타 이외에도 제1 전극부(120)와 제2 전극부(130)는 서로 상이한 특징을 갖도록 다양한 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
도 2는 도 1의 제2 전극의 선택적 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면 제2 전극부(130)는 복층으로 형성될 수 있다.
예를들면 제2 전극부(130)는 제1 층(131') 및 제2 층(132')을 포함할 수 있고, 제1 층(131')은 활성층(110)을 향하도록 배치될 수 있고, 구체적 예로서 활성층(110)과 접할 수 있다.
제1 층(131')은 제1 전극부(120)와 상이한 재질로 형성될 수 있고, 제2 층(131')은 제1 층(131')과 상이한 재료를 포함할 수 있다. 예를들면 제2 층(131')은 제1 전극부(120)와 동일한 재질로 형성될 수도 있다.
하나의 예로서 제1 전극부(120)은 백금(Pt)을 함유하고 제2 전극부(130')의 제1 층(131')은 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있고, 제2 층(132')은 백금(Pt)을 함유할 수 있다.
활성층(110)은 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130)의 사이에 배치될 수 있다.
활성층(110)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다.
예를들면 활성층(110)은 강유전성 재료를 포함할 수 있고, 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 바 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.
활성층(110)은 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성될 수 있다.
이에 대한 구체적 내용은 후술하기로 한다.
전기장 제어부(190)는 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성될 수 있다.
또한, 전기장 제어부(190)를 통하여 전기장의 방향을 제어할 수 있다. 예를들면 전기장 제어부(190)를 통하여 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)에 연결된 활성층(110)에 전기장을 인가하고, 이러한 전기장에 의하여 활성층(110)은 일 방향으로 분극될 수 있고, 또한 전기장의 방향을 변경하여 활성층(110)의 분극 방향을 반대 방향으로 변하도록 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 전기장 제어부(190)를 통하여 전기장의 세기를 제어할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 전자 소자의 제1 모드 및 제2 모드로의 변환을 위하여 전기장 제어부를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 전자 소자(100)의 전기장 제어부(190)를 통하여 제1 전기장(E1)을 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 인가하는 것을 도시하고 있다. 이러한 제1 전기장(E1)이 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 인가되면 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 연결된 활성층(110)은 제1 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면 전자 소자(100)의 전기장 제어부(190)를 통하여 제2 전기장(E2)을 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 인가하는 것을 도시하고 있다.
제2 전기장(E2)은 제1 전기장(E1)과 서로 다른 방향의 전기장일 수 있다. 예를들면 제2 전기장(E2)의 방향은 제1 전기장(E1)의 방향과 반대 방향일 수 있다.
이러한 제2 전기장(E2)이 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 인가되면 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 연결된 활성층(110)은 상기 제1 분극 방향과 반대 방향인 제2 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
이 때, 예를들면 제2 전기장(E2)의 크기는 제1 전기장(E1)의 크기와 동일한 값을 가질 수 있다.
도 5 내지 도 9는 도 1의 전자 제1 모드 및 제2 모드로의 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면 전자 소자(100)의 전기장 제어부(190)를 통하여 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 전기장을 인가함에 따른 분극 이력 곡선을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면 가로축은 전기장(E) 및 세로축은 분극(P)을 나타낸다.
도 5를 참조하면 전자 소자(100)의 분극 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않는다. 예를들면 도 5를 참조하면 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 분극값(양의 Y절편값)은, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 분극값(음의 Y절편값)과 상이하고, 구체적으로 제1 분극값(양의 Y절편값)의 크기는 제2 분극값(음의 Y절편값)의 크기보다 작은 값을 갖는다.
이러한 분극값의 차이는 전술한 것과 같이 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)의 상이한 특성으로 인하여 대칭적인 전기장 유도를 제어하여 형성된 것일 수 있다.
도 6을 참조하면 전자 소자(100)의 전기장 제어부(190)를 통하여 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에 전기장을 인가함에 따른 변위 이력 곡선을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 K를 확대한 도면이다.
본 실시예의 활성층(110)은 전기장을 가하여 분극 구조가 형성될 수 있고, 변위가 발생할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면 가로축은 전기장(E) 및 세로축은 변위(S)를 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면 전자 소자(100)의 변위 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않는다. 예를들면 도 6을 참조하면 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 변위(SE1)는, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 변위(SE2)와 상이하고, 구체적으로 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖는다.
상기 도 5의 분극값의 차이에 따라 변위값도 비대칭 형태로서 서로 반대 방향의 제1 전기장(E1) 및 제2 전기장(E2)을 인가하고 제거함에 따른 서로 상이한 값을 갖게 될 수 있다.
이를 통하여 전자 소자(100)에 전기장을 인가하여 제거한 후에 발생하는 변형 상태는 한 개가 아니고 두 개의 상태를 가질 수 있게 된다.
예를들면 도 8에 도시한 것과 같이 전자 소자(100)의 활성층(110)은 2가지의 변위 상태를 가질 수 있다.
구체적으로 도 8을 참조하면 활성층(110)은 제1 변위(SE1) 및 제2 변위(SE2)를 선택적으로 갖게될 수 있다. 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖는다.
예를들면 전술한 것과 같이 전자 소자(100)의 전기장 제어부(190)를 이용하여 전기장의 방향을 제어하고, 이에 따라 활성층(110)에 형성되는 분극 방향을 제어하여 도 5와 같이 분극 형태를 갖게 할 수 있고, 도 6과 같이 변위 형태를 갖게 할 수 있다.
도 9는 도 8의 활성층(110)의 변위값의 선택적 변화에 따라 에너지 밴드갭의 변화를 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면 활성층(110)이 제1 변위(SE1)를 가질 때 활성층(110)의 에너지 밴드갭의 값은, 활성층(110)이 제2 변위(SE2)를 가질 때 활성층(110)의 에너지 밴드갭의 값보다 큰 값을 가질 수 있다.
이러한 활성층(110)이 선택적으로 에너지 밴드값의 크기의 차이를 가짐에 따라 활성층(110)은 선택적으로 상이한 값의 두 가지의 전기적 저항을 가질 수 있다.
예를들면 활성층(110)은 제1 변위(SE1)를 가질 때 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드)를 가질 수 있다. 또한 활성층(110)은 제2 변위(SE2)를 가질 때 제1 전기 저항보다 낮은 제2 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 가질 수 있다.
그리고 활성층(110)은 이러한 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드) 및 제2 값을 갖는 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 전술한 것과 같이 전기장 제어부(190)를 통한 전기장의 방향을 제어하여 활성층(110)의 분극 형태를 제어하고(도 5 참조), 이러한 분극 형태에 따라 변위 형태가 제어(도 6 및 도 7 참조)되어, 이에 따라 활성층(110)의 에너지 밴드갭 값이 선택적으로 결정(도 9 참조)되어, 고저항의 제1 모드 또는 저저항의 제2 모드를 선택적으로 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 선택적 실시예로서 도시하지 않았으나 제1 전극부와 활성층의 사이 또는 제2 전극부와 활성층의 사이에 도전성 삽입층이 형성될 수도 있다.
이러한 구조를 통하여 활성층에는 전기장이 인가될 수 있고, 이에 따라 제1 분극 방향으로 분극 형태를 가질 수 있고, 전기장의 방향을 제어하여 제1 분극 방향과 반대 방향의 분극 형태를 가질 수도 있다.
또한, 본 실시예는 제1 전극부 및 제2 전극부가 상이한 특성을 가질 수 있고, 예를들면 상이한 재료를 함유할 수 있다. 이를 통하여 활성층에 비대칭적인 전기적 특성이 유도될 수 있다.
이러한 제1 전극부 및 제2 전극부의 상이한 특성, 예를들면 전극간 비대칭성으로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
또한, 분극에 대응하여 활성층은 변위를 가질 수 있고, 전기장을 가하고 나서, 전기장을 제거 시 서로 상이한 값의 2개의 변위를 가질 수 있다. 예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 변위 및 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 변위는 상이한 값을 가질 수 있다.
또한, 이러한 제1 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제1 전기 저항값은 제2 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제2 전기 저항값은 상이할 수 있다. 일 예로서 제1 전기 저항값이 제2 전기 저항값보다 클 수 있다.
결과적으로 활성층은 상대적으로 높은 전기적 저항값을 갖는 제1 모드 및 상대적으로 낮은 전기적 저항값을 갖는 제2 모드 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 모드를 유지하고, 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 모드를 유지할 수 있다.
이를 통하여 활성층이 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 활성층을 갖는 전자 소자는 다양한 용도에 이용할 수 있다.
일 예로서 전기적 스위칭 구조로서 전자 소자를 이용할 수 있고, 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드는 오프(off)에 대응하고, 활성층이 낮은 저항값을 갖는 제2 모드는 온(on)에 대응하는 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(500)는 제1 전극부(520), 제2 전극부(530), 활성층(510) 및 전기장 제어부(590)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(520)는 도전성 재료를 함유할 수 있다.
예를들면 제1 전극부(520)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(520)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제1 전극부(520)은 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(520)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제1 전극부(520)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
제2 전극부(530)는 도전성 재료를 함유할 수 있고, 상기 제1 전극부(520)와 이격될 수 있다.
예를들면 제2 전극부(530)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(530)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제2 전극부(530)는 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(530)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제2 전극부(530)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 전극부(520)와 제2 전극부(530)는 동일한 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
일 예로서 제1 전극부(520)와 제2 전극부(530)는 상이한 전기적 특성을 가질 수 있고, 구체적 예로서 제1 전극부(520)와 제2 전극부(530)는 동일한 재료를 함유할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제1 전극부(520) 또는 제2 전극부(530)는 적층된 형태를 가질 수 있다.
활성층(510)은 상기 제1 전극부(520)와 상기 제2 전극부(530)의 사이에 배치될 수 있다.
활성층(510)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다.
예를들면 활성층(510)은 강유전성 재료를 포함할 수 있고, 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(510)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(510)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(510)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(510)을 형성할 수 있는 바 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(510)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(510)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(510)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다.
활성층(510)의 일 영역에 이온 주입 영역이 형성될 수 있다.
예를들면 활성층(510)의 영역 중 제1 전극부(520)을 향하는 면에 도펀트를 주입하는 이온 임플랜테이션(ion implantation)등과 같은 방법을 이용하여 이온 주입 공정이 진행될 수 있다.
또한, 다른 예로서 활성층(510)의 영역 중 제2 전극(530)을 향하는 면에 도펀트를 주입하는 이온 임플랜테이션(ion implantation)등과 같은 방법을 이용하여 이온 주입 공정이 진행될 수 있다.
상기 활성층(510)에 이온 주입 형성은 다양한 물질을 이용하여 진행할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(510)에 전이 금속을 이용한 이온 주입 영역이 형성될 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 활성층(510)에 이테르븀(Yb) 또는 불소(F)를 이용한 이온 주입 영역이 형성될 수 있다.
활성층(510)은 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성될 수 있다.
이에 대한 구체적 내용은 후술하기로 한다.
전기장 제어부(590)는 상기 제1 전극부(520) 및 상기 제2 전극부(530)에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성될 수 있다.
또한, 전기장 제어부(590)를 통하여 전기장의 방향을 제어할 수 있다. 예를들면 전기장 제어부(590)를 통하여 상기 제1 전극부(520) 및 상기 제2 전극부(530)에 연결된 활성층(510)에 전기장을 인가하고, 이러한 전기장에 의하여 활성층(510)은 일 방향으로 분극될 수 있고, 또한 전기장의 방향을 변경하여 활성층(510)의 분극 방향을 반대 방향으로 변하도록 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 전기장 제어부(590)를 통하여 전기장의 세기를 제어할 수 있다.
전자 소자(500)의 전기장 제어를 통한 활성층(510)의 제1 모드 및 제2 모드 선택 동작을 설명한다.
전자 소자(500)의 전기장 제어부(590)를 통하여 제1 전기장(E1)을 제1 전극부(520) 및 제2 전극부(530)에 인가하면 제1 전극부(520) 및 제2 전극부(530)에 연결된 활성층(510)은 제1 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
또한, 전자 소자(500)의 전기장 제어부(590)를 통하여 제2 전기장(E2)을 제1 전극부(520) 및 제2 전극부(530)에 인가할 수 있다.
제2 전기장(E2)은 제1 전기장(E1)과 서로 다른 방향의 전기장일 수 있다. 예를들면 제2 전기장(E2)의 방향은 제1 전기장(E1)의 방향과 반대 방향일 수 있다.
이러한 제2 전기장(E2)이 제1 전극부(520) 및 제2 전극부(530)에 인가되면 제1 전극부(520) 및 제2 전극부(530)에 연결된 활성층(510)은 상기 제1 분극 방향과 반대 방향인 제2 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
이 때, 예를들면 제2 전기장(E2)의 크기는 제1 전기장(E1)의 크기와 동일한 값을 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자(500)의 분극 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않는다. 예를들면 전술한 도 5에 도시한 것과 같이 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)은, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)과 상이하고, 구체적으로 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)의 크기는 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)의 크기보다 작은 값을 갖게 될 수 있다.
이러한 분극값의 차이는 전술한 것과 같이 활성층(510)의 일 영역, 예를들면 제1 전극부(520)을 향하는 면 또는 제2 전극(530)을 향하는 면에 형성된 이온 주입 영역으로 인한 것일 수 있다.
구체적 예로서 활성층(510)의 영역 중 제1 전극부(520) 또는 제2 전극(530)과 인접한 면이 이온 주입 영역으로 인하여 전하 농도 등과 같은 표면 특성이 변할 수 있고, 이를 통하여 제1 전극부(520) 및 제2 전극(530)이 동일한 재질로 형성된 경우에도 전기장 제어부(590)를 통한 전기장의 인가 시, 예를들면 제1 전기장 및 이와 반대 방향의 제2 전기장 인가 시에 분극 값의 차이가 발생할 수 있다.
이러한 분극의 차이로 인하여 변위 특성에 영향을 주고 예를들면 전술한 도 6과 같이 본 실시예의 활성층(510)은 전기장을 가하여 변위가 발생할 수 있다.
구체적 예로서 전자 소자(500)의 변위 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않을 수 있고, 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 변위(SE1)는, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 변위(SE2)와 상이하고, 구체적 예로서 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖게 될 수 있다.
즉, 상기의 분극값의 차이에 따라 변위값도 비대칭 형태로서 서로 반대 방향의 제1 전기장(E1) 및 제2 전기장(E2)을 인가하고 제거함에 따라 서로 상이한 값을 갖게 될 수 있고, 이를 통하여 전자 소자(500)에 전기장을 인가하여 제거한 후에 발생하는 변형 상태는 한 개가 아니고 두 개의 상태를 가질 수 있게 된다.
예를들면 전술한 도 8에 도시한 것과 같이 전자 소자(500)의 활성층(510)은 2가지의 변위 상태를 가질 수 있다.
구체적으로 활성층(510)은 제1 변위(SE1) 및 제2 변위(SE2)를 선택적으로 갖게될 수 있고, 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖는다.
예를들면 전술한 것과 같이 전자 소자(500)의 전기장 제어부(590)를 이용하여 전기장의 방향을 제어하고, 이에 따라 활성층(510)에 형성되는 분극 방향을 제어하여 분극 형태 및 이에 대응하도록 전기장 제거 시 상이한 값의 2 가지 변위 상태를 갖게 할 수 있다.
또한, 활성층(510)이 값이 큰 제1 변위(SE1)를 가질 때 활성층(510)의 에너지 밴드갭의 값은, 활성층(510)이 제1 변위(SE1)보다 작은 값을 갖는 제2 변위(SE2)를 가질 때 활성층(510)의 에너지 밴드갭의 값보다 큰 값을 가질 수 있다.
이러한 활성층(510)이 선택적으로 에너지 밴드값의 크기의 차이를 가짐에 따라 활성층(510)은 선택적으로 상이한 값의 두 가지의 전기적 저항을 가질 수 있다.
예를들면 활성층(510)은 제1 변위(SE1)를 가질 때 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드)를 가질 수 있다. 또한 활성층(510)은 제2 변위(SE2)를 가질 때 제1 전기 저항보다 낮은 제2 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 가질 수 있다.
그리고 활성층(510)은 이러한 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드) 및 제2 값을 갖는 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 전술한 것과 같이 전기장 제어부(590)를 통한 전기장의 방향을 제어하여 활성층(510)의 분극 형태를 제어하고, 이러한 분극 형태에 따라 변위 형태가 제어되어, 이에 따라 활성층(510)의 에너지 밴드갭 값이 선택적으로 결정되어, 고저항의 제1 모드 또는 저저항의 제2 모드를 선택적으로 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 선택적 실시예로서 도시하지 않았으나 제1 전극부와 활성층의 사이 또는 제2 전극부와 활성층의 사이에 도전성 삽입층이 형성될 수도 있다.
이러한 구조를 통하여 활성층에는 전기장이 인가될 수 있고, 이에 따라 제1 분극 방향으로 분극 형태를 가질 수 있고, 전기장의 방향을 제어하여 제1 분극 방향과 반대 방향의 분극 형태를 가질 수도 있다.
또한, 본 실시예는 활성층의 일 면, 예를들면 제1 전극부를 향하는 일 면 또는 제2 전극부를 향하는 일 면 중 하나에 다양한 물질을 이용하여 도핑 공정을 진행할 수 있다.
이러한 도핑 공정을 통하여 활성층과 제1 전극 사이의 계면 특성은 활성층과 제2 전극 사이의 계면 특성과 상이하게 변할 수 있다. 이러한 계면 특성의 변화로 인하여 활성층 내부에서의 전기장은 비대칭적으로 유도될 수 있다.
이러한 활성층 내부 특성, 예를들면 전기적 비대칭성으로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
또한, 분극에 대응하여 활성층은 변위를 가질 수 있고, 전기장을 가하고 나서, 전기장을 제거 시 서로 상이한 값의 2개의 변위를 가질 수 있다. 예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 변위 및 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 변위는 상이한 값을 가질 수 있다.
또한, 이러한 제1 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제1 전기 저항값은 제2 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제2 전기 저항값은 상이할 수 있다. 일 예로서 제1 전기 저항값이 제2 전기 저항값보다 클 수 있다.
결과적으로 활성층은 상대적으로 높은 전기적 저항값을 갖는 제1 모드 및 상대적으로 낮은 전기적 저항값을 갖는 제2 모드 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 모드를 유지하고, 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 모드를 유지할 수 있다.
이를 통하여 활성층이 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 활성층을 갖는 전자 소자는 다양한 용도에 이용할 수 있다.
일 예로서 전기적 스위칭 구조로서 전자 소자를 이용할 수 있고, 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드는 오프(off)에 대응하고, 활성층이 낮은 저항값을 갖는 제2 모드는 온(on)에 대응하는 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 11을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(300)는 제1 전극부(320), 제2 전극부(330), 활성층(310) 및 전기장 제어부(390)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(320)는 도전성 재료를 함유할 수 있다.
예를들면 제1 전극부(320)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(320)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제1 전극부(320)은 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(320)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제1 전극부(320)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
제2 전극부(330)는 도전성 재료를 함유할 수 있고, 상기 제1 전극부(320)와 이격될 수 있다.
예를들면 제2 전극부(330)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(330)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제2 전극부(330)는 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(330)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제2 전극부(330)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 전극부(320)와 제2 전극부(330)는 동일한 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
일 예로서 제1 전극부(320)와 제2 전극부(330)는 상이한 전기적 특성을 가질 수 있고, 구체적 예로서 제1 전극부(320)와 제2 전극부(330)는 동일한 재료를 함유할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제1 전극부(320) 또는 제2 전극부(330)는 적층된 형태를 가질 수 있다.
활성층(310)은 상기 제1 전극부(320)와 상기 제2 전극부(330)의 사이에 배치될 수 있다.
활성층(310)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다.
예를들면 활성층(310)은 강유전성 재료를 포함할 수 있고, 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(310)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(310)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(310)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(310)을 형성할 수 있는 바 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(310)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(310)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(310)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다.
활성층(310)의 일 영역에 표면 처리 영역이 형성될 수 있다.
예를들면 열처리 공정을 진행하여 활성층(310)의 영역 중 제1 전극부(320)를 향하는 면에 산소 변화 영역, 구체적 예로서 산소 결핍 영역을 포함하는 표면 처리 영역이 형성될 수 있다.
또한, 다른 예로서 열처리 공정을 진행하여 활성층(310)의 영역 중 제2 전극부(330)을 향하는 면에 산소 변화 영역, 구체적 예로서 산소 결핍 영역을 포함하는 표면 처리 영역이 형성될 수 있다.
활성층(310)의 영역 중 제1 전극부(320)를 향하는 영역 또는 제2 전극부(330)을 향하는 영역에 선택적으로 표면 처리 영역을 포함하는 표면 처리 영역을 형성하여 활성층(310) 내에서의 전기장 특성이 비대칭으로 구현되도록 할 수 있다.
활성층(310)은 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성될 수 있다.
이에 대한 구체적 내용은 후술하기로 한다.
전기장 제어부(390)는 상기 제1 전극부(320) 및 상기 제2 전극부(330)에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성될 수 있다.
또한, 전기장 제어부(390)를 통하여 전기장의 방향을 제어할 수 있다. 예를들면 전기장 제어부(390)를 통하여 상기 제1 전극부(320) 및 상기 제2 전극부(330)에 연결된 활성층(310)에 전기장을 인가하고, 이러한 전기장에 의하여 활성층(310)은 일 방향으로 분극될 수 있고, 또한 전기장의 방향을 변경하여 활성층(310)의 분극 방향을 반대 방향으로 변하도록 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 전기장 제어부(390)를 통하여 전기장의 세기를 제어할 수 있다.
전자 소자(300)의 전기장 제어를 통한 활성층(310)의 제1 모드 및 제2 모드 선택 동작을 설명한다.
전자 소자(300)의 전기장 제어부(390)를 통하여 제1 전기장(E1)을 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)에 인가하면 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)에 연결된 활성층(310)은 제1 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
또한, 전자 소자(300)의 전기장 제어부(390)를 통하여 제2 전기장(E2)을 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)에 인가할 수 있다.
제2 전기장(E2)은 제1 전기장(E1)과 서로 다른 방향의 전기장일 수 있다. 예를들면 제2 전기장(E2)의 방향은 제1 전기장(E1)의 방향과 반대 방향일 수 있다.
이러한 제2 전기장(E2)이 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)에 인가되면 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)에 연결된 활성층(310)은 상기 제1 분극 방향과 반대 방향인 제2 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
이 때, 예를들면 제2 전기장(E2)의 크기는 제1 전기장(E1)의 크기와 동일한 값을 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자(300)의 분극 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않는다. 예를들면 전술한 도 5에 도시한 것과 같이 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)은, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)과 상이하고, 구체적으로 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)의 크기는 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)의 크기보다 작은 값을 갖게 될 수 있다.
이러한 분극값의 차이는 전술한 것과 같이 활성층(310)의 일 영역, 예를들면 제1 전극부(320)를 향하는 면 또는 제2 전극부(330)을 향하는 면에 형성된 표면 처리 영역으로 인한 것일 수 있다. 구체적 예로서 활성층(310)의 영역 중 제1 전극부(320) 또는 제2 전극부(330)와 인접한 면이 열처리 공정으로 인하여 산소 결핍이 발생하고, 이러한 산소 결핍 영역 형성을 제어하여 표면 특성이 변화된 표면 처리 영역이 형성될 수 있다.
이를 통하여 제1 전극부(320) 및 제2 전극부(330)이 동일한 재질로 형성된 경우에도 전기장 제어부(390)를 통한 전기장의 인가 시, 예를들면 제1 전기장 및 이와 반대 방향의 제2 전기장 인가 시 형성된 것일 수 있다.
이러한 분극의 차이로 인하여 변위 특성에 영향을 주고 예를들면 전술한 도 6과 같이 본 실시예의 활성층(310)은 전기장을 가하여 변위가 발생할 수 있다.
구체적 예로서 전자 소자(300)의 변위 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않을 수 있고, 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 변위(SE1)는, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 변위(SE2)와 상이하고, 구체적으로 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖게 될 수 있다.
즉, 상기의 분극값의 차이에 따라 변위값도 비대칭 형태로서 서로 반대 방향의 제1 전기장(E1) 및 제2 전기장(E2)을 인가하고 제거함에 따라 서로 상이한 값을 갖게 될 수 있고, 이를 통하여 전자 소자(300)에 전기장을 인가하여 제거한 후에 발생하는 변형 상태는 한 개가 아니고 두 개의 상태를 가질 수 있게 된다.
예를들면 전술한 도 8에 도시한 것과 같이 전자 소자(300)의 활성층(310)은 2가지의 변위 상태를 가질 수 있다.
구체적으로 활성층(310)은 제1 변위(SE1) 및 제2 변위(SE2)를 선택적으로 갖게될 수 있고, 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖는다.
예를들면 전술한 것과 같이 전자 소자(300)의 전기장 제어부(390)를 이용하여 전기장의 방향을 제어하고, 이에 따라 활성층(310)에 형성되는 분극 방향을 제어하여 분극 형태 및 이에 대응하도록 전기장 제거 시 상이한 값의 2 가지 변위 상태를 갖게 할 수 있다.
또한, 활성층(310)이 값이 큰 제1 변위(SE1)를 가질 때 활성층(310)의 에너지 밴드갭의 값은, 활성층(310)이 제1 변위(SE1)보다 작은 값을 갖는 제2 변위(SE2)를 가질 때의 활성층(310)의 에너지 밴드갭의 값보다 큰 값을 가질 수 있다.
이러한 활성층(310)이 선택적으로 에너지 밴드값의 크기의 차이를 가짐에 따라 활성층(310)은 선택적으로 상이한 값의 두 가지의 전기적 저항을 가질 수 있다.
예를들면 활성층(310)은 제1 변위(SE1)를 가질 때 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드)를 가질 수 있다. 또한 활성층(310)은 제2 변위(SE2)를 가질 때 제1 전기 저항보다 낮은 제2 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 가질 수 있다.
그리고 활성층(310)은 이러한 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드) 및 제2 값을 갖는 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 전술한 것과 같이 전기장 제어부(390)를 통한 전기장의 방향을 제어하여 활성층(310)의 분극 형태를 제어하고, 이러한 분극 형태에 따라 변위 형태가 제어되어, 이에 따라 활성층(310)의 에너지 밴드갭 값이 선택적으로 결정되어, 고저항의 제1 모드 또는 저저항의 제2 모드를 선택적으로 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 선택적 실시예로서 도시하지 않았으나 제1 전극부와 활성층의 사이 또는 제2 전극부와 활성층의 사이에 도전성 삽입층이 형성될 수도 있다.
이러한 구조를 통하여 활성층에는 전기장이 인가될 수 있고, 이에 따라 제1 분극 방향으로 분극 형태를 가질 수 있고, 전기장의 방향을 제어하여 제1 분극 방향과 반대 방향의 분극 형태를 가질 수도 있다.
또한, 본 실시예는 활성층의 일 면, 예를들면 제1 전극부를 향하는 일 면 또는 제2 전극부를 향하는 일 면 중 하나에 표면 처리 영역이 형성될 수 있고, 예를들면 열처리 공정을 통하여 산소 결핍 영역이 형성될 수 있다.
이러한 표면 처리 영역 형성을 통하여 활성층과 제1 전극 사이의 계면 특성은 활성층과 제2 전극 사이의 계면 특성과 상이하게 변할 수 있다. 이러한 계면 특성의 변화로 인하여 활성층 내부에서의 전기장은 비대칭적으로 유도될 수 있다.
이러한 활성층 내부 특성, 예를들면 전기적 비대칭성으로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
또한, 분극에 대응하여 활성층은 변위를 가질 수 있고, 전기장을 가하고 나서, 전기장을 제거 시 서로 상이한 값의 2개의 변위를 가질 수 있다. 예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 변위 및 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 변위는 상이한 값을 가질 수 있다.
또한, 이러한 제1 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제1 전기 저항값은 제2 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제2 전기 저항값은 상이할 수 있다. 일 예로서 제1 전기 저항값이 제2 전기 저항값보다 클 수 있다.
결과적으로 활성층은 상대적으로 높은 전기적 저항값을 갖는 제1 모드 및 상대적으로 낮은 전기적 저항값을 갖는 제2 모드 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 모드를 유지하고, 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 모드를 유지할 수 있다.
이를 통하여 활성층이 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 활성층을 갖는 전자 소자는 다양한 용도에 이용할 수 있다.
일 예로서 전기적 스위칭 구조로서 전자 소자를 이용할 수 있고, 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드는 오프(off)에 대응하고, 활성층이 낮은 저항값을 갖는 제2 모드는 온(on)에 대응하는 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 12를 참조하면 본 실시예의 전자 소자(400)는 제1 전극부(420), 제2 전극부(430), 활성층(410) 및 전기장 제어부(490)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(420)는 도전성 재료를 함유할 수 있다.
예를들면 제1 전극부(420)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(420)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제1 전극부(420)은 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제1 전극부(420)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제1 전극부(420)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
제2 전극부(430)는 도전성 재료를 함유할 수 있고, 상기 제1 전극부(420)와 이격될 수 있다.
예를들면 제2 전극부(430)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 은(Ag) 또는 백금(Pt)을 함유하도록 형성할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(430)는 도전성의 금속 산화물을 이용하여 형성할 수도 있다. 구체적 예로서 제2 전극부(430)는 스트론튬루테늄산화물(SrRuO3)을 함유할 수 있다.
또한 다른 예로서 제2 전극부(430)는 (LaxSry)CoOz를 함유할 수 있고, 예를들면 (La0.5Sr0.5)CoO3을 함유할 수 있다. 또한, 다른 예로서 제2 전극부(430)는 LaCoO3를 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 전극부(420)와 제2 전극부(430)는 동일한 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
일 예로서 제1 전극부(420)와 제2 전극부(430)는 상이한 전기적 특성을 가질 수 있고, 구체적 예로서 제1 전극부(420)와 제2 전극부(430)는 동일한 재료를 함유할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제1 전극부(420) 또는 제2 전극부(430)는 적층된 형태를 가질 수 있다.
활성층(410)은 상기 제1 전극부(420)와 상기 제2 전극부(430)의 사이에 배치될 수 있다.
활성층(410)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다.
예를들면 활성층(410)은 강유전성 재료를 포함할 수 있고, 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.
활성층(410)은 제1 층(411) 및 제2 층(412)을 포함할 수 있다.
제1 층(411)은 제1 전극부(420)와 인접하고 제2 층(412)은 제2 전극부(430)와 인접할 수 있다.
활성층(410)의 제1 층(411)은 제2 층(412)과 제1 전극부(420)의 사이에 배치될 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(410)의 제1 층(411)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(410)의 제1 층(411)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(410)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(410)의 제1 층(411)을 형성할 수 있는 바 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(410)의 제1 층(411)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(410)의 제2 층(412)은 제1 층(411)과 제2 전극부(430)의 사이에 배치될 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(410)의 제2 층(412)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.
또한 다른 예로서 활성층(410)의 제2 층(412)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(410)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(410)의 제2 층(412)을 형성할 수 있는 바 이에 대한 모든 예시의 설명은 생략한다. 또한 활성층(410)의 제2 층(412)을 형성 시 강유전성 재료에 기타 다양한 물질을 도핑을 하여 부가적인 기능을 포함하거나 전기적 특성의 향상을 진행할 수도 있다.
활성층(410)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(410)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다.
활성층(410)의 제1 층(411) 및 제2 층(412)은 각각 서로 상이한 특성을 가질 수 있다.
예를들면 활성층(410)의 제1 층(411) 및 제2 층(412)은 각각 서로 상이한 재료를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 활성층(410)의 제1 층(411)은 상기의 재료들 중 하나를 포함할 수 있고, 예를들면 PbTiO3를 함유하고, 제2 층(412)은 상기의 재료들 중 상기 제1 층(411)과 상이한 재료, 예를들면 BaTiO3를 함유할 수 있다.
이를 통하여 활성층(410)의 영역 중 제1 전극부(420)을 향하는 영역과 제2 전극부(430)를 향하는 영역은 서로 상이한 특성을 가질 수 있고, 활성층(410) 내에서의 전기장 특성이 비대칭으로 구현되도록 할 수 있다.
활성층(410)은 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성될 수 있다.
이에 대한 구체적 내용은 후술하기로 한다.
전기장 제어부(490)는 상기 제1 전극부(420) 및 상기 제2 전극부(430)에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성될 수 있다.
또한, 전기장 제어부(490)를 통하여 전기장의 방향을 제어할 수 있다. 예를들면 전기장 제어부(490)를 통하여 상기 제1 전극부(420) 및 상기 제2 전극부(430)에 연결된 활성층(410)에 전기장을 인가하고, 이러한 전기장에 의하여 활성층(410)은 일 방향으로 분극될 수 있고, 또한 전기장의 방향을 변경하여 활성층(410)의 분극 방향을 반대 방향으로 변하도록 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 전기장 제어부(490)를 통하여 전기장의 세기를 제어할 수 있다.
전자 소자(400)의 전기장 제어를 통한 활성층(410)의 제1 모드 및 제2 모드 선택 동작을 설명한다.
전자 소자(400)의 전기장 제어부(490)를 통하여 제1 전기장(E1)을 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)에 인가하면 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)에 연결된 활성층(410)은 제1 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
또한, 전자 소자(400)의 전기장 제어부(490)를 통하여 제2 전기장(E2)을 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)에 인가할 수 있다.
제2 전기장(E2)은 제1 전기장(E1)과 서로 다른 방향의 전기장일 수 있다. 예를들면 제2 전기장(E2)의 방향은 제1 전기장(E1)의 방향과 반대 방향일 수 있다.
이러한 제2 전기장(E2)이 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)에 인가되면 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)에 연결된 활성층(410)은 상기 제1 분극 방향과 반대 방향인 제2 분극 방향으로 분극된 형태를 가질 수 있다.
이 때, 예를들면 제2 전기장(E2)의 크기는 제1 전기장(E1)의 크기와 동일한 값을 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자(400)의 분극 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않는다. 예를들면 전술한 도 5에 도시한 것과 같이 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)은, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)과 상이하고, 구체적으로 제1 분극값(분극 이력 곡선에서 양의 Y절편값)의 크기는 제2 분극값(분극 이력 곡선에서 음의 Y절편값)의 크기보다 작은 값을 갖게 될 수 있다.
이러한 분극값의 차이는 전술한 것과 같이 활성층(410)의 일 영역, 예를들면 제1 전극부(420)을 향하는 영역에는 제1 층(411)이 형성되고, 제2 전극부(430)를 향하는 영역에는 제1 층(411)과 상이한 제2 층(412)이 형성된 것에 기인한 것일 수 있다.
구체적 예로서 활성층(410)의 제1 층(411)은 다양한 활성층(410)의 재료들 중 하나로서 PbTiO3를 함유하고, 제2 층(412)은 다양한 활성층(410)의 재료들 중 상기 제1 층(411)과 상이한 재료, 예를들면 BaTiO3를 함유할 수 있고, 이를 통하여 제1 전극부(420) 및 제2 전극부(430)이 동일한 재질로 형성된 경우에도 전기장 제어부(490)를 통한 전기장의 인가 시, 예를들면 제1 전기장 및 이와 반대 방향의 제2 전기장 인가 시 분극 값의 차이가 발생할 수 있다.
이러한 분극의 차이로 인하여 변위 특성에 영향을 주고 예를들면 전술한 도 6과 같이 본 실시예의 활성층(410)은 전기장을 가하여 변위가 발생할 수 있다.
구체적 예로서 전자 소자(400)의 변위 이력 곡선은 대칭된 형태를 갖지 않을 수 있고, 양의 값의 전기장(예를들면 제1 전기장(E1))을 인가하고 제거한 후의 제1 변위(SE1)는, 음의 값의 전기장(예를들면 제2 전기장(E2))을 인가하고 제거한 후의 제2 변위(SE2)와 상이하고, 구체적 예로서 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖게 될 수 있다.
즉, 상기의 분극값의 차이에 따라 변위값도 비대칭 형태로서 서로 반대 방향의 제1 전기장(E1) 및 제2 전기장(E2)을 인가하고 제거함에 따라 서로 상이한 값을 갖게 될 수 있고, 이를 통하여 전자 소자(400)에 전기장을 인가하여 제거한 후에 발생하는 변형 상태는 한 개가 아니고 두 개의 상태를 가질 수 있게 된다.
예를들면 전술한 도 8에 도시한 것과 같이 전자 소자(400)의 활성층(410)은 2가지의 변위 상태를 가질 수 있다.
구체적으로 활성층(410)은 제1 변위(SE1) 및 제2 변위(SE2)를 선택적으로 갖게될 수 있고, 제1 변위(SE1)의 크기는 제2 변위(SE2)의 크기보다 큰 값을 갖는다.
예를들면 전술한 것과 같이 전자 소자(400)의 전기장 제어부(490)를 이용하여 전기장의 방향을 제어하고, 이에 따라 활성층(410)에 형성되는 분극 방향을 제어하여 분극 형태 및 이에 대응하도록 전기장 제거 시 상이한 값의 2 가지 변위 상태를 갖게 할 수 있다.
또한, 활성층(410)이 값이 큰 제1 변위(SE1)를 가질 때 활성층(410)의 에너지 밴드갭의 값은, 활성층(410)이 제1 변위(SE1)보다 작은 값을 갖는 제2 변위(SE2)를 가질 때의 활성층(410)의 에너지 밴드갭의 값보다 큰 값을 가질 수 있다.
이러한 활성층(410)이 선택적으로 에너지 밴드값의 크기의 차이를 가짐에 따라 활성층(410)은 선택적으로 상이한 값의 두 가지의 전기적 저항을 가질 수 있다.
예를들면 활성층(410)은 제1 변위(SE1)를 가질 때 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드)를 가질 수 있다. 또한 활성층(410)은 제2 변위(SE2)를 가질 때 제1 전기 저항보다 낮은 제2 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 가질 수 있다.
그리고 활성층(410)은 이러한 제1 전기 저항을 갖는 상태(제1 모드) 및 제2 값을 갖는 전기 저항을 갖는 상태(제2 모드)를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 전술한 것과 같이 전기장 제어부(490)를 통한 전기장의 방향을 제어하여 활성층(410)의 분극 형태를 제어하고, 이러한 분극 형태에 따라 변위 형태가 제어되어, 이에 따라 활성층(410)의 에너지 밴드갭 값이 선택적으로 결정되어, 고저항의 제1 모드 또는 저저항의 제2 모드를 선택적으로 가질 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 선택적 실시예로서 도시하지 않았으나 제1 전극부와 활성층의 사이 또는 제2 전극부와 활성층의 사이에 도전성 삽입층이 형성될 수도 있다.
이러한 구조를 통하여 활성층에는 전기장이 인가될 수 있고, 이에 따라 제1 분극 방향으로 분극 형태를 가질 수 있고, 전기장의 방향을 제어하여 제1 분극 방향과 반대 방향의 분극 형태를 가질 수도 있다.
또한, 본 실시예는 활성층의 일 영역, 예를들면 제1 전극부를 향하는 일 영역에는 제1 층 및 제2 전극부를 향하는 일 영역에는 제2 층이 형성될 수 있고, 제1 층과 제2 층은 상이한 특성을 갖고, 예를들면 서로 상이한 재료를 포함할 수 있다.
이러한 제1 층 및 제2 층을 통하여 활성층과 제1 전극 사이의 계면 특성은 활성층과 제2 전극 사이의 계면 특성과 상이할 수 있다. 이러한 계면 특성의 변화로 인하여 활성층 내부에서의 전기장은 비대칭적으로 유도될 수 있다.
이러한 활성층 내부 특성, 예를들면 전기적 비대칭성으로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
또한, 분극에 대응하여 활성층은 변위를 가질 수 있고, 전기장을 가하고 나서, 전기장을 제거 시 서로 상이한 값의 2개의 변위를 가질 수 있다. 예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 변위 및 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 변위는 상이한 값을 가질 수 있다.
또한, 이러한 제1 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제1 전기 저항값은 제2 변위에 대응하는 상태에서의 활성층의 제2 전기 저항값은 상이할 수 있다. 일 예로서 제1 전기 저항값이 제2 전기 저항값보다 클 수 있다.
결과적으로 활성층은 상대적으로 높은 전기적 저항값을 갖는 제1 모드 및 상대적으로 낮은 전기적 저항값을 갖는 제2 모드 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 제1 전기장을 가한 후 제거 시 제1 모드를 유지하고, 제2 전기장을 가한 후 제거 시 제2 모드를 유지할 수 있다.
이를 통하여 활성층이 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 활성층을 갖는 전자 소자는 다양한 용도에 이용할 수 있다.
일 예로서 전기적 스위칭 구조로서 전자 소자를 이용할 수 있고, 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드는 오프(off)에 대응하고, 활성층이 낮은 저항값을 갖는 제2 모드는 온(on)에 대응하는 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 13을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(500)는 제1 전극부(520), 제2 전극부(530), 활성층(510), 전기장 제어부(590), 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(520), 제2 전극부(530), 활성층(510), 전기장 제어부(590)는 전술한 도 1 내지 도 12의 실시예의 전자 소자(100, 200, 300, 400)에서 설명한 바와 동일하거나 필요에 따라 유사한 범위 내에서 변형하여 적용할 수 있으므로 구체적 설명은 생략하고 상이한 부분을 중심으로 설명하기로 한다.
제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)는 각각 활성층(510)의 면에 형성될 수 있다.
또한 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)는 각각 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)와 이격되도록 배치될 수 있다.
예를들면 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)는 각각 활성층(510)의 면 중 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)가 형성되지 않은 면에 배치될 수 있다.
구체적 예로서 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)는 각각 활성층(510)의 면 중 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)가 형성되지 않은 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)은 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를들면 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)은 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴 또는 텅스텐을 함유하도록 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)은 복수의 도전층을 적층한 구조를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)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 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)은 전기적 신호의 입출력을 포함하는 단자 부재일 수 있다.
또한 구체적 예로서 제1 연결 전극(550) 및 제2 연결 전극(560)은 소스 전극 또는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극부 및 제2 전극부와 이격되도록 활성층 상에 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극이 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예는 전술한 실시예들과 같이 활성층 내부에서의 전기장이 비대칭적으로 유도될 수 있고, 이로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
이에 따라 활성층은 상이한 제1 변위 및 제2 변위를 갖게 될 수 있고, 활성층은 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있다,
이를 통하여 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드 및 낮은 저항값을 갖는 제2 모드에서 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름은 차이가 발생할 수 있다.
예를들면 제1 모는 오프(off)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하지 않거나 전류의 흐름이 설정 기준 이하일 수 있고, 제2 모드는 온(on)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하거나 설정 기준을 초과할 수 있다.
이를 통하여 전자 소자의 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름을 용이하게 제어할 수 있다.
결과적으로 전자 소자를 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현하는데 적용할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 14를 참조하면 본 실시예의 전자 소자(600)는 제1 전극부(620), 제2 전극부(630), 활성층(610), 전기장 제어부(690), 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(620), 제2 전극부(630), 활성층(610), 전기장 제어부(690)는 전술한 도 1 내지 도 12의 실시예의 전자 소자(100, 200, 300, 400)에서 설명한 바와 동일하거나 필요에 따라 유사한 범위 내에서 변형하여 적용할 수 있으므로 구체적 설명은 생략하고 상이한 부분을 중심으로 설명하기로 한다.
제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)는 각각 활성층(610)의 면에 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
또한 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)는 각각 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)와 이격되도록 배치될 수 있다.
예를들면 제1 연결 전극(650)은 활성층(610)의 상면에 제1 전극부(620)와 이격되어 배치될 수 있고, 구체적 예로서 활성층(610)의 상면의 일 영역에 제1 전극부(620)가 형성되고 활성층(610)의 상면의 영역 중 제1 전극부(620)가 형성된 영역과 다른 일 영역에 제1 연결 전극(650)이 형성될 수 있다.
또한 제2 연결 전극(660)은 활성층(610)의 하면에 제2 전극부(630)과 이격되어 배치될 수 있고, 구체적 예로서 활성층(610)의 하면의 일 영역에 제2 전극부(630)가 형성되고 활성층(610)의 하면의 영역 중 제2 전극부(630)가 형성된 영역과 다른 일 영역에 제2 연결 전극(660)이 형성될 수 있다.
제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)은 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를들면 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)은 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴 또는 텅스텐을 함유하도록 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)은 복수의 도전층을 적층한 구조를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)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 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)은 전기적 신호의 입출력을 포함하는 단자 부재일 수 있다.
또한 구체적 예로서 제1 연결 전극(650) 및 제2 연결 전극(660)은 소스 전극 또는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극부 및 제2 전극부와 이격되도록 활성층 상에 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극이 형성될 수 있다.
또한, 활성층의 면 중 일 면에 제1 전극부와 제1 연결 전극을 형성하고 활성층의 면 중 이와 다른 일 면에 제2 전극부와 제2 연결 전극을 형성할 수 있다. 이를 통하여 전자 소자의 소형화 또는 집적화를 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 경우에 따라 제1 전극부 및 제1 연결 전극은 동일한 재료를 이용하여 동시에 패터닝하여 형성하고 제2 전극부 및 제2 연결 전극은 동일한 재료를 이용하여 동시에 패터닝하여 형성할 수 있고, 이를 통하여 전자 소자의 제조 특성을 향상하고 정밀한 패턴 형성을 통한 미세 선폭 구조를 용이하게 형성할 수 있다.
한편, 본 실시예는 전술한 실시예들과 같이 활성층 내부에서의 전기장이 비대칭적으로 유도될 수 있고, 이로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
이에 따라 활성층은 상이한 제1 변위 및 제2 변위를 갖게 될 수 있고, 활성층은 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있다,
이를 통하여 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드 및 낮은 저항값을 갖는 제2 모드에서 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름은 차이가 발생할 수 있다.
예를들면 제1 모는 오프(off)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하지 않거나 전류의 흐름이 설정 기준 이하일 수 있고, 제2 모드는 온(on)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하거나 설정 기준을 초과할 수 있다.
이를 통하여 전자 소자의 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름을 용이하게 제어할 수 있다.
결과적으로 전자 소자를 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현하는데 적용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이고, 도 16은 도 15의 H 방향에서 본 평면도이고, 도 17은 도 15의 전자 소자의 에너지 밴드 관계를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(700)는 제1 전극부(720), 제2 전극부(730), 활성층(710), 전기장 제어부(790), 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)를 포함할 수 있다.
제1 전극부(720), 제2 전극부(730), 활성층(710), 전기장 제어부(790)는 전술한 도 1 내지 도 12의 실시예의 전자 소자(100, 200, 300, 400)에서 설명한 바와 동일하거나 필요에 따라 유사한 범위 내에서 변형하여 적용할 수 있으므로 구체적 설명은 생략하고 상이한 부분을 중심으로 설명하기로 한다.
제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)는 각각 활성층(710)의 면에 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
또한 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)는 각각 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)와 이격되도록 배치될 수 있다.
예를들면 제1 연결 전극(750)은 활성층(710)의 상면에 제1 전극부(720)와 이격되어 배치될 수 있고, 구체적 예로서 활성층(710)의 상면의 일 영역에 제1 연결 전극(750)이 형성되고 활성층(710)의 상면에 제1 연결 전극(750)을 둘러 싸도록 제1 전극부(720)가 형성될 수 있다.
제1 전극부(720)는 오픈부(720H)를 포함할 수 있고, 제1 연결 전극(750)은 오픈부(720H) 내에 제1 전극부(720)과 이격되도록 배치될 수 있다.
또한 제2 연결 전극(760)은 활성층(710)의 하면에 제2 전극부(730)와 이격되어 배치될 수 있고, 구체적 예로서 활성층(710)의 하면의 일 영역에 제2 연결 전극(760)이 형성되고 활성층(710)의 하면에 제2 연결 전극(760)을 둘러 싸도록 제2 전극부(730)가 형성될 수 있다.
제2 전극부(730)는 오픈부(730H)를 포함할 수 있고, 제2 연결 전극(760)은 오픈부(730H) 내에 제2 전극부(730)과 이격되도록 배치될 수 있다.
제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)은 다양한 도전성 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를들면 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)은 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴 또는 텅스텐을 함유하도록 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)은 복수의 도전층을 적층한 구조를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)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 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)은 전기적 신호의 입출력을 포함하는 단자 부재일 수 있다.
또한 구체적 예로서 제1 연결 전극(750) 및 제2 연결 전극(760)은 소스 전극 또는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
도 17은 도 15의 전자 소자(700)의 활성층(710)의 변위값의 선택적 변화에 따라 에너지 밴드갭의 변화를 도시하는 도면이다.
도 17을 참조하면 활성층(710)이 제1 변위(SE1)를 가질 때 활성층(710)의 에너지 밴드갭(Eb)의 값은 좌측에 표시되고(예를들면 제1 모드일 때), 활성층(710)이 제2 변위(SE2)를 가질 때 활성층(710)의 에너지 밴드갭(Eb)의 값은 우측에 표시(예를들면 제2 모드일 때)되어 있다.
도 17에 도시한 것과 같이 활성층(710)의 변위값이 달라짐에 따라 활성층(710)의 에너지 밴드갭의 값은 차이가 발생하고, 이에 따라 제1 연결 전극(750)과 제2 연결 전극(760) 사이의 전류의 흐름의 특성을 상이하게 변경됨을 유추할 수 있다.
도시하지 않았으나 도 17의 에너지 밴드값을 설명하는 도면은 도 13 및 도 14의 구조에도 그대로 적용할 수 있다.
본 실시예의 전자 소자는 제1 전극부 및 제2 전극부의 사이에 활성층이 배치될 수 있고, 예를들면 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극부 및 제2 전극부와 이격되도록 활성층 상에 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극이 형성될 수 있다.
또한, 활성층의 면 중 일 면에 제1 전극부와 제1 연결 전극을 형성하고 활성층의 면 중 이와 다른 일 면에 제2 전극부와 제2 연결 전극을 형성할 수 있다. 구체적으로 제1 연결 전극을 둘러싸도록 제1 전극부를 형성하고 제2 연결 전극을 둘러싸도록 제2 전극부를 형성할 수 잇다.
이를 통하여 전자 소자의 소형화 또는 집적화를 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 경우에 따라 제1 전극부 및 제1 연결 전극은 동일한 재료를 이용하여 동시에 패터닝하여 형성하고 제2 전극부 및 제2 연결 전극은 동일한 재료를 이용하여 동시에 패터닝하여 형성할 수 있고, 이를 통하여 전자 소자의 제조 특성을 향상하고 정밀한 패턴 형성을 통한 미세 선폭 구조를 용이하게 형성할 수 있다.
한편, 본 실시예는 전술한 실시예들과 같이 활성층 내부에서의 전기장이 비대칭적으로 유도될 수 있고, 이로 인하여, 상이한 방향의 전기장을 인가시 전기장의 크기가 동일한 경우에도 전기장 제거 시점에서의 제1 분극 방향의 분극의 크기와 전기장 제거 시점에서의 2 분극 방향의 크기는 상이할 수 있다.
이에 따라 활성층은 상이한 제1 변위 및 제2 변위를 갖게 될 수 있고, 활성층은 서로 상이한 2개의 저항을 갖는 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 구현할 수 있다,
이를 통하여 활성층이 높은 저항값을 갖는 제1 모드 및 낮은 저항값을 갖는 제2 모드에서 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름은 차이가 발생할 수 있다.
예를들면 제1 모는 오프(off)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하지 않거나 전류의 흐름이 설정 기준 이하일 수 있고, 제2 모드는 온(on)에 대응하여 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이에 전류의 흐름이 발생하거나 설정 기준을 초과할 수 있다.
이를 통하여 전자 소자의 제1 연결 전극과 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름을 용이하게 제어할 수 있다.
결과적으로 전자 소자를 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현하는데 적용할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자 소자를 도시한 개략적인 도면이다.
도 18을 참조하면 본 실시예의 전자 소자(800)는 제1 전극부(820), 제2 전극부(830) 및 활성층(810)을 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)에 전기장을 인가하여 활성층(810)의 분극 방향을 제1 분극 방향 또는 제2 분극 방향으로 제어하고, 이에 따라 제1 모드 및 제2 모드를 선택적으로 가질 수 있다.
예를들면 활성층(810)이 높은 저항값을 갖는 제1 모드 및 이보다 낮은 저항값을 갖는 제2 모드를 갖게할 수 있다.
*이 때, 제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)는 연결 전극으로서 적용될 수 있다.
예를들면 제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)에 전기장을 인가하여 높은 저항값을 갖는 제1 모드에 있게한 후에 전기장을 제거할 수 있다. 또는 전기장을 제거하지 않고 후술할 제2 모드에 있게 할 정도의 전기장보다 작은 전기장을 유지할 수 있다.
이러한 상태에서 제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)은 연결 전극, 예를들면 소스 또는 드레인 전극으로 사용될 수 있고, 이 때에는 전류가 흐르지 않거나 설정값 이하의 전류가 흘러 소자, 또는 메모리의 출력값이 오프(off)로 출력될 수 있다.
그리고 나서 제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)에 인가되는 전기장을 제어하여 낮은 저항값을 갖는 제2 모드에 있게한 후에 전기장을 제거할 수 있다. 또는 전기장을 제거하지 않고 전술한 제1 모드에 있게 할 정도의 전기장보다 작은 전기장을 유지할 수 있다.
이러한 상태에서 제1 전극부(820) 및 제2 전극부(830)은 연결 전극, 예를들면 소스 또는 드레인 전극으로 사용될 수 있고, 이 때에는 전류가 흐르거나 설정값 이상의 전류가 흘러 소자, 또는 메모리의 출력값이 온(on)으로 출력될 수 있다.
이를 통하여 전자 소자의 제1 전극부와 제2 전극부를 통하여 활성층에 전기장을 인가하는 것을 제어하여 활성층의 제1 모드 및 제2 모드를 용이하게 제어할 수 있고, 이러한 제1 모드 및 제2 모드에 따라 제1 전극부와 제2 전극부가 연결 전극으로서 그 사이에 전류의 흐름이 제어되도록 하여 전자 소자를 메모리 기타 다양한 전자 회로 구성 부재를 구현하는데 적용할 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.

Claims (4)

  1. 도전성 재료를 함유하는 제1 전극부;
    상기 제1 전극과 이격되고 도전성 재료를 함유하는 제2 전극부;
    상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하고 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성된 활성층; 및
    상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성된 전기장 제어부를 포함하는 전자 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 활성층 상에 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 이격되도록 형성된제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함하는 전자 소자.
  3. 도전성 재료를 함유하는 제1 전극부, 상기 제1 전극과 이격되고 도전성 재료를 함유하는 제2 전극부, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하고 제1 전기 저항을 갖는 제1 모드 및 상기 제1 전기 저항보다 낮은 값을 갖는 제2 모드를 선택적으로 갖도록 형성된 활성층 및 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부에 연결되어 전기장을 인가하도록 형성된 전기장 제어부를 포함하는 전자 소자에 대하여,
    서로 활성층의 제1 모드 및 제2 모드의 선택을 제어하여 상기 전자 소자의 저항값을 선택적으로 제어하는 것을 포함하는 전자 소자 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 활성층 상에 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 이격되도록 형성된제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함하고,
    상기 제1 연결 전극과 상기 제2 연결 전극 사이의 전류의 흐름을 제어하는 것을 포함하는 전자 소자 제어 방법.
PCT/KR2021/005117 2020-04-22 2021-04-22 전자 소자 및 전자 소자 제어 방법 WO2021215854A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/919,937 US20230154530A1 (en) 2020-04-22 2021-04-22 Electronic device and electronic device control method
JP2022564480A JP2023523425A (ja) 2020-04-22 2021-04-22 電子素子及び電子素子制御方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200048854A KR102326601B1 (ko) 2020-04-22 2020-04-22 전자 소자 및 전자 소자 제어 방법
KR10-2020-0048854 2020-04-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021215854A1 true WO2021215854A1 (ko) 2021-10-28

Family

ID=78269831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/005117 WO2021215854A1 (ko) 2020-04-22 2021-04-22 전자 소자 및 전자 소자 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230154530A1 (ko)
JP (1) JP2023523425A (ko)
KR (2) KR102326601B1 (ko)
WO (1) WO2021215854A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060010785A (ko) * 2003-05-08 2006-02-02 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 전기 스위치 및 그것을 사용한 기억 소자
JP2010202439A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Okayama Univ 電気磁気効果材料及び電気磁気効果材料からなる電子素子
KR20130040064A (ko) * 2011-10-13 2013-04-23 엘지전자 주식회사 전기 스위치 및 그 제조 방법
KR20150002729A (ko) * 2012-04-10 2015-01-07 쌍트르 나쉬오날 드 라 르쉐르스 쉬앙티피끄 데이터를 저장하기 위한 저항 스위칭 메모리에서의 중심 대칭 모트 절연체의 용도
KR20150003364A (ko) * 2012-04-23 2015-01-08 테크니칼 유니버시티 오브 덴마크 내부 기준 전극을 이용한 센서

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9663611B2 (en) * 2013-07-23 2017-05-30 The Regents Of The University Of California Conjugated polymers for electronic devices
US10056393B2 (en) * 2016-03-01 2018-08-21 Namlab Ggmbh Application of antiferroelectric like materials in non-volatile memory devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060010785A (ko) * 2003-05-08 2006-02-02 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 전기 스위치 및 그것을 사용한 기억 소자
JP2010202439A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Okayama Univ 電気磁気効果材料及び電気磁気効果材料からなる電子素子
KR20130040064A (ko) * 2011-10-13 2013-04-23 엘지전자 주식회사 전기 스위치 및 그 제조 방법
KR20150002729A (ko) * 2012-04-10 2015-01-07 쌍트르 나쉬오날 드 라 르쉐르스 쉬앙티피끄 데이터를 저장하기 위한 저항 스위칭 메모리에서의 중심 대칭 모트 절연체의 용도
KR20150003364A (ko) * 2012-04-23 2015-01-08 테크니칼 유니버시티 오브 덴마크 내부 기준 전극을 이용한 센서

Also Published As

Publication number Publication date
US20230154530A1 (en) 2023-05-18
KR20210130900A (ko) 2021-11-02
KR102326601B1 (ko) 2021-11-17
KR20210137961A (ko) 2021-11-18
JP2023523425A (ja) 2023-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017142231A1 (ko) 금속판, 증착용마스크 및 이의 제조방법
WO2017074103A1 (en) Electro-luminescence display apparatus
WO2020145718A1 (ko) 디스플레이용 기판
CN101523529A (zh) 电气元件
WO2021137478A1 (ko) 탄성 부재
WO2010137921A2 (en) Led driver
WO2019083338A1 (ko) 산화물 반도체 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
WO2018124459A1 (ko) 페로브스카이트 화합물 및 그 제조방법, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 태양전지 및 그 제조방법
WO2019164106A1 (ko) 손 착용형 장치 및 이의 제조 방법
WO2017122918A1 (ko) 박막 트랜지스터 기판, 이를 포함하는 표시패널 및 표시장치
WO2022114501A1 (ko) 페로브스카이트 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
WO2020145568A1 (ko) 태양전지 제조 방법
WO2021215854A1 (ko) 전자 소자 및 전자 소자 제어 방법
WO2018074724A1 (ko) 반도체 소자 및 반도체 로직 소자
WO2020105956A1 (ko) 이미지 센서용 기판
WO2020050549A1 (ko) 전기장을 이용한 전류 경로 범위 제어 방법 및 전자 회로
WO2017111275A1 (ko) 박막 트랜지스터 기판, 이를 포함하는 표시패널 및 표시장치
WO2016032212A1 (ko) 폴리실라잔 화합물을 포함하는 박막 트랜지스터 게이트 절연막 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터
WO2017175978A1 (ko) 양극활물질, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬이차전지
WO2020209538A1 (ko) 수직구간 및 수평구간이 형성된 연성회로기판
WO2024058379A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 광학기기
WO2023153676A1 (ko) 정전 장치 및 그 동작 방법
WO2022124719A1 (ko) 전기 변색 소자 및 이를 포함하는 전기 변색 장치
WO2021221357A1 (ko) 탄성 부재
WO2023249357A1 (ko) 전지셀 고정장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21793019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022564480

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21793019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1