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Metal silicide and germanide 1D nanostructures: synthesis, characterization, and applications = 규화 금속 및 게르마늄화 금속 1 차원 나노구조: 합성, 특성 분석, 및 응용성 연구
서명 / 저자 Metal silicide and germanide 1D nanostructures: synthesis, characterization, and applications = 규화 금속 및 게르마늄화 금속 1 차원 나노구조: 합성, 특성 분석, 및 응용성 연구 / Ha-Na Yoon.
저자명 Yoon, Ha-Na ; 윤하나
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2011].
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DCH 11021

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초록정보

There are a great number of opportunities for various applications by fabricating new types of nanostructures, or simply by down-sizing existing microstructures into the nanoscale. In particular, among the various nanostructures in existence, one dimensional (1D) nanostructures, such as nanowires (NWs), nanobelts, and nanotubes (NTs), have unique electronic, optical, and mechanical properties as a result of their dimensional anisotropy and the quantum confinement effect. Metal silicides and germanides are among the best candidates for a potentially new class of nanomaterials because they have diverse electrical and magnetic properties as well as they are compatible with existing complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technologies. Thus, metal silicide and germanide 1D nanostructures can be very usefully employed to build future nanoelectronic and nanospintronic devices. In this dissertation, we present the synthesis, characterization, and applications of various metal silicide and germanide NWs. First, synthetic approaches and applications of various metal silicide and germanide 1D nanostructures have been reviewed. Second, we report the synthesis of MnSi NWs and measurements of their electrical and magnetic properties. Third, synthesis and morphology control of Co5Ge7 1D nanostructures are investigated. Field emission (FE) properties of vertical Co5Ge7 NW arrays are also reported. Fourth, we report the results of both experimental and theoretical studies on the ferromagnetic stabilization of freestanding hexagonal Fe1.3Ge NWs and their origin. Fifth, vertical growth of Fe1.3Ge NW arrays on few-layer graphene and their FE properties are studied. Finally, self-aligned growth of in-plane and out-of-plane monoclinic CoGe NWs and their electrical properties are investigated. The abstracts for each chapter are as follows.

새로운 형태의 나노구조를 이용하여 나노크기의 고성능 전자소자, 광학소자, 바이오 소자 등 다양한 응용이 가능하다. 특히, 나노선, 나노벨트, 나노튜브 등과 같은 1차원 형태의 나노구조는 그들의 비등방적인 구조 형태와 양자제한효과 등으로 인하여 독특한 전기적, 광학적, 기계적 특성들을 가질 수 있어 매우 흥미롭다. 이러한 이유로 여러 재료들을 1차원 나노구조 형태로 합성하기 위한 많은 노력들이 있어왔다. 다양한 재료들 중에서, 규화 금속 및 게르마늄화 금속은 흥미로운 전기적, 자성 특성을 가지고 있어 차세대 나노전자소자 및 나노스핀트로닉스 소자의 개발에 응용할 수 있을 뿐만 아니라, 현존하는 실리콘 기술과의 융합이 용이하여 나노 전극 및 상호연결자로써 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 규화 금속과 게르마늄화 금속 나노선의 합성, 특성분석, 응용성에 대한 연구를 수행하였으며, 특히, 낮은 저항 및 강자성 특성을 가지는 단결정 게르마늄화 금속 나노선의 합성과 특성에 대하여 중점적으로 보고한다. 게르마늄의 전자 및 정공의 이동도는 실리콘에 비해 각각 2배와 4배 정도 높기 때문에 현재의 실리콘 트랜지스터의 성능을 능가하는 고속 소자의 실현이 가능할 것으로 기대된다. 게르마늄 기반의 나노 전자 소자의 개발에 있어서, 금속 컨택, 전극, 및 상호연결자로써 금속성 특성의 게르마늄화 금속 나노선의 개발은 필수적이다. 이에 더하여, 게르마늄화 금속 나노선을 전계방출 에미터로 이용하여 차세대 디스플레이의 개발이 가능할 것으로 기대되며, 강자성 특성을 가지는 게르마늄화 금속 나노선은 스핀트로닉스 기반의 저 소비전력의 고집적 메모리 소자 개발에도 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 이 논문에서, 첫째, 기존에 보고된 규화 금속 및 게르마늄화 금속 나노선의 합성법과 응용성에 대하여 리뷰를 함으로써 이 물질에 대한 전반적인 연구 동향을 살펴보았다. 둘째, 규화 망간 나노선의 합성과 그것의 전기적 특성과 자성 특성에 대하여 관찰하였다. 셋째, 전도성 기판인 고배향성 열분해 흑연 위에 수직으로 잘 배열된 금속성 게르마늄화 코발트 나노선과 나노벨트의 합성과 그것의 효율적인 전계방출 특성에 대하여 관찰하였다. 넷째, 상온 강자성 특성을 보이는 게르마늄화 철 나노선의 합성과 나노선의 벌크보다 증가한 강자성 특성의 원인에 대하여 연구하였다. 다섯째, 그래핀 위에 금속성 및 강자성 특성을 가지는 게르마늄화 철 나노선을 수직으로 합성하고, 그것의 전계방출 특성을 관찰하였다. 마지막으로, 절연성 기판 위에 자가 정렬된 금속성 특성의 게르마늄화 코발트 나노선을 합성하고 그것의 전기적 특성 평가를 수행하였다. 금속성 및 강자성 특성을 가지는 단결정 규화 망간, 게르마늄화 코발트, 게르마늄화 철 1차원 나노구조는 전자, 광학, 자성 등 다양한 종류의 나노소자 개발을 위하여 응용 가능할 것으로 기대된다. 또한, 잘 정렬된 형태로 합성된 게르마늄화 코발트 나노선은 평면형의 전자 소자 구조에서 더 나아가 3차원 입체 구조를 가지는 전자 소자의 개발을 용이하게 할 것으로 생각된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCH 11021
형태사항 xvi, 185 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 윤하나
지도교수의 영문표기 : Bong-Soo Kim
지도교수의 한글표기 : 김봉수
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 References : p. 147-152
주제 Nanowire
Silicide
Germanide
Epitaxial Growth
Ferromagnetic
나노선
규화 금속
게르마늄화 금속
에피택셜 성장
강자성
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