형석 구조 하프늄 산화물의 강유전 특성 및 아날로그 소자 활용

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 사범대학 과학교육과(물리전공), 2022.2. 채승철.Recent discovery of non-centrosymmetric inversion symmetry-breaking and spontaneous polarization in HfO2 thin films has shed renewed light on the feasibility of ferroelectric logic and memory device applications. Ferroelectric HfO2 is considered an alternative to ferroelectric perovskites because of its compatibility with current complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technologies and high scalability. A large remnant polarization of 10–40 μC/cm2 can be obtained for HfO2 films with the orthorhombic Pca21 phase. Diverse electric properties with structural changes can be realized via dopant control and electric field cycling. Integration of HfO2 films with the complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process will aid the development of next-generation non-volatile logic and memory applications. In this dissertation, the distinctive feature of ferroelectric HfO2 and epitaxial integration of ferroelectric HfO2 on the Si substrate will be discussed. First, unprecedented stability in the sub-loop switching behavior and accessibility to intermediate polarization states in ferroelectric Si-doped HfO2 were examined. Through the combination of conventional voltage measurements, hysteresis temperature dependence analysis, piezoelectric force microscopy, first-principles calculations, and Monte Carlo simulations, the unprecedented stability of intermediate states in ferroelectric HfO2 can be attributed to the small critical volume size for nucleation and the large activation energy for ferroelectric dipole flipping. This results demonstrates the potential of ferroelectric HfO2 for analog device applications enabling neuromorphic computing. Second, the ferroelectric behavior of Y-doped HfO2 (YHO) thin film epitaxially stabilized on an Si substrate with a yttria-stabilized zirconia (YSZ) buffer layer was investigated for the transistor based memory applications. Structural analysis exhibited epitaxial relation between YHO and Si substrate even the existence of thermally regrown SiOx layer. Piezoresponse force microscopy results show the ferroelectric domain pattern, implying the existence of ferroelectricity in the epitaxial HfO2 film. The epitaxially-stabilized HfO2 film in the form of a metal-ferroelectric-insulator-semiconductor structure exhibits ferroelectric hysteresis with a clear ferroelectric switching current in polarization-voltage measurements. The HfO2 thin film also demonstrates ferroelectric retention comparable to that of current perovskite-based metal-ferroelectric-insulator-semiconductor structures. At last, colossal resistance change in the ferroelectric HfO2 based tunnel junction was investigated. Ferroelectric HfO2 ultrathin film (~ 1 nm) integrated directly on a silicon wafer exhibited On/Off tunneling electroresistance ratio of 106. To achieve this large On/Off ratio, we integrated the epitaxial fluorite-structure HfO2 thin film on the silicon substrate. The polarization direction in the metal-ferroelectric-semiconductor junction altered the depletion width, leaving behind the change in the tunnel barrier. Industry-relevant HfO2 with high CMOS compatibility could lead to fast adoption of a ferroelectric tunnel barrier with newly observed ferroelectricity in fluorite-structured HfO2 films.최근 하프늄 산화물에서 발견된 중심 대칭성이 깨진 반전 대칭 파괴와 자발분극은 강유전체를 기반으로 한 메모리 및 논리 장치의 활용 가능성에 대한 새로운 길을 제시하였다. 강유전체 하프늄 산화물은 시모스 기술과의 호환성과 높은 집접도로 인해서 페로브스카이트 기반 강유전체의 대안으로 여겨지고 있다. 사방정계 Pca21 구조 강유전체 하프늄 산화물에서 10-40 μC/cm2 의 큰 자발분극 값이 보고되었다. 강유전 하프늄 산화물의 구조 변화를 수반한 다양한 전기적 특성이 도핑이나 전기장의 반복을 통하여 확보될 수 있다. 이러한 특성으로 인해 강유전체 하프늄 산화물의 시모스 공정 적용 연구는 차세대 비휘발성 메모리 및 논리 소자의 발전에 도움이 될 것이다. 이 학위 논문에서는 강유전체 하프늄 산화물의 독특한 특성과 강유전체 하프늄 산화물의 실리콘과의 결맞음 성장에 관하여 논한다. 첫번째로, 실리콘 도핑된 강유전체 하프늄 산화물의 전례 없는 안정적인 하위 루프 스위칭 동작과 중간 분극 상태의 접근에 관하여 조사하였다. 일반적인 전압 인가 실험, 이력곡선의 온도 의존성, 압전힘 현미경, 제 1 원리 계산, 몬테 카를로 시뮬레이션을 통하여 전례 없는 강유전 중간 분극 상태의 안정성이 강유전체 하프늄 산화물의 작은 핵 임계 부피와 분극을 뒤집기 위한 높은 활성화 에너지에 기인하는 것을 확인하였다. 해당 결과는 강유전체 하프늄 산화물의 아날로그 소자로의 가능성을 제시하며 신경 모사 컴퓨팅의 가능성을 열었다. 두번째로, 트랜지스터 기반 메모리 활용을 위하여 이트륨 안정화 지르코늄 중간 층을 이용하여 실리콘 위에 결맞음 성장한 이트륨 도핑된 하프늄 산화물의 강유전 특성에 관하여 분석하였다. 구조분석에서 고온 증착 과정에서 형성된 실리콘 산화막에도 불구하고 이트륨 도핑된 하프늄 산화물이 실리콘과 결맞음 관계에 있는 것을 확인하였다. 압전힘 현미경을 통하여 강유전체 도메인 영역을 확인하여 강유전 특성이 있음을 확인하였다. 결맞음 성장한 하프늄 산화물은 금속-강유전체-유전체-반도체 구조에서 분명한 스위칭 전류를 분극-전압 실험에서 보였다. 또한, 기존 페로브스카이트 기반의 강유전체 소자 구조에서 확보되는 정도의 분극 유지력을 확인하였다. 마지막으로, 강유전체 하프늄 산화물 기반 터널 접합에 나타난 큰 저항 변화에 대해 조사하였다. 약 1 나노미터 두께의 얇은 강유전체 하프늄 산화물을 실리콘 위에 직접 접합하여 106 정도의 터널링 켜짐/꺼짐 저항 상태 변화비를 확보하였다. 큰 저항 변화비를 확보하기 위해 단결정형 형석 구조 하프늄 산화물을 실리콘위에 결맞음 성장하였다. 금속-강유전체-반도체 접합에서 강유전 분극 방향은 결핍층의 폭 변화를 만들어 냈으며, 결핍층의 변화는 터널링 장벽의 변화를 만들어냈다. 하프늄 산화물의 높은 시모스 공정 호환성으로 인해 해당 연구에서 발견된 강유전체 하프늄 산화물 기반 터널링 소자에서 관측된 큰 저항 변화는 빠르게 산업 분야에 적용될 것으로 예상된다.List of Figures 1 Abstract 7 Chapter 1. Introduction 9 1.1 Ferroelectricity 9 1.2 Ferroelectric Hafnium Oxide 10 1.3 References 12 Chapter 2. Experimental Methods 13 2.1 Pulsed laser deposition 13 2.2 Structure Analysis 14 2.3 Piezoresponse Force Microscopy 15 2.4 References 17 Chapter 3. Stability of Subloop Behavior for Analog Devices in Ferroelectric HfO2 18 3.1 Introduction 18 3.2 Sample Fabrication 20 3.3 Stable Subloop Behavior of Ferroelectric Polarization 22 3.4 Parameters for Ferroelectric Switching of HfO2 28 3.5 Slow Domain Wall Motion of HfO2 31 3.6 Theoretical Calculations and Simulations 34 3.7 Conclusion 40 3.8 References 42 Chapter 4. Growth of Epitaxial Ferroelectric Y-doped HfO2 on Si for 1T-FeRAM Applications 52 4.1 Introduction 52 4.2 Sample Fabrication 53 4.3 Structural Analysis 53 4.4 Microscopic Ferroelectricity Analysis 56 4.5 Macroscopic Ferroelectricity Analysis 58 4.6 Conclusion 62 4.7 References 63 Chapter 5. Growth of Ultrathin Epitaxial Ferroelectric HfO2 on Si for Tunneling Device 67 5.1 Introduction 67 5.2 Sample Fabrication 69 5.3 Structural Analysis 69 5.4 Microscopic Ferroelectricity Analysis 73 5.5 Ferroelectric Polarization Modulated Resistance States 74 5.6 Theoretical Calculations and Simulations 78 5.7 Conclusion 82 5.8 References 84 Chapter 6. Conclusion 90 Curriculum Vitage and List of Publication 92 Abstract in Korean 97 Appendix 99 감사의 글 118박

A Study on the Improvement Plan of Customs Administration for Vitalizing Cruise Industry - Focused on Busan Port

크루즈 산업은 지속적인 수요증가와 막대한 부가가치로 인해 21세기 가장 주목받고 있는 관광산업이다. 특히 동북아를 중심으로한 크루즈 산업은 폭발적으로 성장하고 있으며, 아시아 지역은 한-중-일 간의 연계상품으로 시장경쟁력이 매우 큰 지역으로 평가되고 있다. 크루즈 산업의 중요성이 점차 증가되면서 크루즈산업 관련 연구는 각 분야에서 활발히 진행되고 있으며, 크루즈를 유치하기 위한 국가간 경쟁이 치열해 짐에 따라 정부의 크루즈지원 정책도 지속적으로 발표되고 있다. 지금까지 크루즈산업 활성화를 위한 많은 연구가 진행되었지만 관광활성화를 위한 상품개발과 관광객 유치를 위한 마케팅 전략에만 집중 되다보니 정작 우리나라를 찾는 외국관광객이 제일 먼저 맞이하게되는 국경관리 최일선인 CIQ(세관-출입국-검역) 특히, 관세행정부분의 문제점에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 각종 문헌연구를 통한 크루즈 산업의 현황 및 전망을 살펴보고, 크루즈산업에 종사하고 있는 크루즈 선사 대리점, 항만공사, 세관 행정관 등의 실무자를 대상으로한 인터뷰를 통해 이용자 측면에서의 관세행정상의 문제점을 도출하고 크루즈 산업 활성화를 위한 관세행정상의 개선방안을 제시하였다. 본 연구를 통해 크루즈선 입항에서부터 출항시점까지 세관이 수행하고 있는 업무프로세스를 체계적으로 점검하고, 향후 우리나라를 모항으로한 내국적 크루즈선의 취항에 대비하여 이용자측면에서의 관세행정상의 불편사항을 선제적으로 개선함으로써 크루즈산업 활성화를 위한 소중한 밑거름이 되길 기대한다.|Cruise industry is the tourism industry that has commanded the most attention in the 21st century by increased demand and an enormous amount of additional value. Specially, cruise industry in Northeast Asia is growing explosively, and Asia is being considered as a region with great market competitive power for China-Korea-Japan products. Studies on cruise industry are being conducted actively in various fields as cruise industry became increasingly important, and government’s cruise support policies for attracting cruise are being announced continuously as competition between nations became fierce. Many studies for vitalizing the cruise industry have been conducted but there are no studies on problems of CIQ(customs-immigration-quarantine), specially Koreas customs administration, the forefront of border control that foreign tourists visiting Korea encounter first, as studies only focused on the marketing strategy for developing products and attracting tourists for vitalizing tourism. Therefore, this study investigated the present condition and prospect of cruise industry through various literature reviews and derived customs administrative problems in user perspective through interviews on hands-on workers of agents for the cruise industry, harbor construction, and customs administrator who are engaged in the cruise industry, and suggested customs administrative improvement plans to vitalize the cruise industry. This study is expected to serve as a valuable foundation for vitalizing the cruise industry by checking the work process of customs from port entry to departure of cruise ships and improving customs administrative inconveniences preemptively in user perspective in preparation for the service of local cruise ships with our country as the home port.제1장 서론 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 연구의 방법 및 구성 2 제2장 크루즈산업의 의의 및 현황 2.1. 크루즈산업의 의의 및 특징 4 2.1.1 크루즈의 개념 4 2.1.2 크루즈의 특징 7 2.1.3 크루즈의 분류 11 2.1.4 크루즈산업에 관한 선행연구 14 2.2 크루즈산업 현황 및 전망 17 2.2.1 세계 크루즈산업의 현황과 전망 17 2.2.2 국내 크루즈산업의 현황과 전망 19 2.3 부산항의 크루즈산업의 현황과 여건 분석 21 2.3.1 부산항의 입지여건 및 환경 21 2.3.2 부산항 크루즈 관련 시설 현황 23 제3장 크루즈산업과 관세행정 3.1. 크루즈산업에서의 관세행정 기능 및 역할 26 3.2 크루즈관련 세관의 주요처리업무 및 관련규정 26 3.3. 해외 주요 기항지별 크루즈 통관제도 비교 39 제4장 크루즈산업에서의 관세행정 문제점 및 개선방안 4.1. 크루즈산업에서의 관세행정 문제점 50 4.1.1 여행자통관부분 57 4.1.2 감시행정부분 61 4.2. 크루즈산업에서의 관세행정 개선방안 64 4.2.1 여행자통관부분 64 4.2.2 감시행정부분 68 제5장. 결론 5.1. 연구 결과 요약 72 5.2. 연구 한계 및 향후 연구방향 제시 73Maste

비정규 격자의 생성과 점성유동해석

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :조선해양공학과,1998.Maste

시각틀과 동양화 구도론에 의한 한국 전통건축 공간분석 : 樂善齊 一廓을 중심으로

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :건축학과,1998.Maste

이산최적화를 이용한 적응적 매칭 기반 광흐름 예측 기법

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2013. 8. 이상욱.광흐름예측은 참조영상과 목표영상간에 촘촘한 시각적 연관성을 찾는 것을 목표로 한다. 그러한 연관성은 컴퓨터 비전 분야의 다양한 알고리즘에 적용될 수 있다. 지난 몇 십년동안 관련 연구가 활발히 진행되어 왔지만 광흐름예측은 여전히 어려운 문제이고 계속 연구되고 있다. 구체적으로는, 물체의 다양한 외관은 영상의 내적 영역화를 약화시키고 움직임 경계에서의 예측을 어렵게 만든다. 물체의 복잡하고 큰 움직임이 있는 경우에도 마찬가지로 예측 성능을 저하시킨다. 또한 움직이는 물체의 경계 부분에서는 어쩔 수 없이 가리움 현상이 나타나게 되는데 이 또한 예측의 정확도를 떨어뜨리는 요인이 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 몇 가지 방법들을 제안한다. 이 방법들은 광흐름 예측 문제를 이산 레이블링 문제로 치환하여 이에 대한 에너지 함수를 정의하고 이산최적화 기법을 이용하여 최적화시키는 방식을 사용한다. 우선, 움직임 경계에서의 오류를 줄이기 위하여 새로운 적응적 윈도우 매칭 기법을 제안한다. 제안한 방법은 적응적 가중치를 사용하는 큰 윈도우에 기반하고 있다. 이 가중치는 영상 미분치, 색 통계, 그리고 가리움과 같은 세 가지 유형의 조건들로 구성된다. 제안한 조건들을 이용한 광흐름 예측은 현재의 기술들에 대비해 경쟁력 있는 결과를 제시하고 특히 움직임 경계에서 뛰어난 성능을 보인다. 다음으로, 복잡하고 큰 움직임이 있는 영상들의 광흐름 예측을 위해 이산 함수와 확산 텐서에 기반한 새로운 에너지 모델을 제안한다. 제안한 모델은 광흐름 필드의 다듬질 과정이 컨볼루션 커널 필터링과 흡사하다는 점에 착안하여, 필터된 흐름과 원래의 흐름의 차를 다듬질 사전정보로 활용하게 된다. 다양한 실험을 통해 이러한 기법이 복잡하고 큰 움직임이 있는 영상에 대하여 좋은 성능을 보이고 있다는 점을 확인할 수 있다. 끝으로 새로운 가중치 기반 윈도우 매칭을 이용하여 광흐름 예측과 가리움 검출을 동시에 해낼 수 있는 기법을 제안한다. 제안한 가중치는 가리움의 밀도가 일반적으로 매우 비중이 작다는 가정을 이용하여 그것을 검출하는데 효율적인 단서를 제공하고 이러한 영역에서의 합리적인 광흐름의 추적도 가능하게 한다. 실험을 통해 제안한 기법이 광흐름 예측의 오류를 줄여줄 뿐 아니라 검출의 정확도도 높이고 있어, 결과적으로 기존의 기법보다 뛰어난 성능을 보이고 있음을 알 수 있다.Optical flow estimation aims to find dense visual correspondences between a reference and a target images. Obtaining such dense correspondences may benefit various computer vision algorithms. For decades, many researches have been dedicated to resolve the problem, but it still remains challenging problem and is actively studied these days. Specifically, various appearance of objects may weaken implicit segmentation of flow and degrade estimation on motion boundaries. Complex and large displacement of an object may also degenerate the performance. In addition, individual movements of adjacent objects inherently produce occlusion in the target imageand may increase the estimation error as the corresponding point for the occlusion is actually undefined. In this work, we propose several methods to address these problems. Our methods construct discrete energy models for the problems and obtain solutions with discrete optimization techniques. First, to reduce errors of estimated flow around motion boundaries, we propose a novel adaptive window matching approach utilizing statistical information in the window. The proposed approach is based on using large correlation windows with adaptive support-weights. We present three new types of weighting constraints derived from image gradient, color statistics and occlusion information. Each of the proposed constraints appreciably elevates the quality of estimations, and that they jointly yield results that compare favorably to current techniques, especially on the motion boundaries. Second, to handle complex non-transitional motion with large displacement, we present a new energy model presenting discrete analog to the diffusion tensor-based regularizer. Inspired from the fact that the regularization process works as a convolution kernel filtering, we formulate the difference between original flow and filtered flow as a smoothness prior. Experiments demonstrate the proposed method yields plausible results on the various data sets including large displacement and complex motion boundaries. Third, we address occlusion by simultaneously estimate flow and detect occlusion in a single framework using a novel support-weight based window matching. The proposed support-weight provides a very effective clue to detect occlusion based on the assumption that occlusion is sparseand also presents reasonable estimation for the flow of the occluded pixels. Our method improves the flow accuracy as well as detection performance, compared to the approach alternatively finding solutions in individual frameworksand also yields highly competitive results outperforming the previous state-of-the-art methods.1 Introduction 1 1.1 Outline of this work 2 2 Background 5 3 Adaptive Window Correlation with Local Statistics 9 3.1 Introduction 9 3.1.1 Previous work 10 3.1.2 Our approach 10 3.2 Background 13 3.2.1 Coarse-to-fine approach 14 3.2.2 Data matching criteria 15 3.3 Proposed Constraints for Adaptive Window Correlation 16 3.3.1 Gradient structure constraint 16 3.3.2 Perceptual color constraint 17 3.3.3 Occlusion constraint 19 3.4 Efficient Optimization 21 3.4.1 Node decomposition 22 3.5 Experimental Results 24 3.5.1 Effect of individual constraints 24 3.5.2 Comparison to previous constraints 27 3.5.3 Comparison to other methods 27 3.6 Discussion 29 4 Convolution Kernel Prior 33 4.1 Introduction 33 4.1.1 Previous work 33 4.1.2 Proposed approach 35 4.2 Convolution Kernel Prior 36 4.3 Adaptive Regularizer 40 4.4 Optimization 43 4.4.1 Coarse-to-fine approach 43 4.4.2 Node decomposition 44 4.5 Experimental Results 45 4.5.1 Overall performance 47 4.5.2 The control group 47 4.5.3 Large displacements 50 4.6 Discussion 50 5 Sparse Occlusion Detection via Window Matching 53 5.1 Introduction 53 5.1.1 Related work 54 5.1.2 Proposed approach 55 5.2 Background 59 5.3 Proposed Data Matching 60 5.3.1 Coarse-to-fine occlusion update 62 5.4 Optimization 63 5.4.1 Node decomposition 64 5.4.2 Regularization for occlusion 66 5.4.3 Min convolution 66 5.4.4 Incremental flow update 66 5.5 Experiments 67 5.6 Discussion 71 6 Conclusion 73 Bibliography 75Docto

배위 중합된 이중막과 변형된 폴리에틸렌이민에 기초한 인공 금속 에스테르 분해효소

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :화학과 유기화학전공,1995.Docto

Classification into major and minor Honey-producing and pollen-collecting woody plants in Korea and their flowering period

한반도에는 자생종 2,898종과 도입종 395종을 합쳐서 총 3,293종(species)의 관속식물이 자라고 있으며, 아종, 변종, 잡종을 포함시킨다면, 자생종 4,158종과 도입종 438종을 합쳐서 총 4,596종(taxa)이 분포하고 있다(Lee, 1976). 이 중에서 경제적으로 이용가능한 경제식물은 약 2,500종 가량되며, 이를 세분하면 식용 1,100종, 약용 941종, 채소용 250종, 관상용 630종에 이른다. 목본식물은 자생종 625종과 도입종 129종을 합쳐서 총 754종에 이르며 아종, 변종, 잡종을 포함시킨다면 자생종 1,178종과 도입종 145종을 합쳐서 총 1,323종(taxa)이 분포하고 있다...

Fabrication and characteristics of the transparent super-hydrophobic film having nanogfibers array structures

MasterTransparent and super-hydrophobic films are fabricated by using PDMS method and silane process, based on anodization process in phosphoric acid. Contact angle tests performed to obtain the contact angle of each film according to anodizing time. And transmittance tests also performed to obtain the transparency of each TPT replica film according to anodizing time. Characteristics such as contact angle and transmittance were investigated in drop shape analysis system and UV-spectrometer. Pore length of AAO nanohoneycomb structures increases with increasing anodizing time. And also contact angle increases with increasing anodizing time because increasing pillar length can trap more air between TPT replica film and a drop of water. But transmittance decreases with increasing anodizing time because increasing pillar length can cause scattering effect. As a result of this study, we know that the pillar length and transparency are competitive relationship