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샬리바하나
샬리바하나(IAST: Śālivāhana)는 고대 인도의 전설적인 황제로, 마하라슈트라의 프라티슈타나 (현재의 파이탄)에서 통치했다고 전해진다. 그는 사타바하나 왕을 기반으로 한 것으로 여겨진다.
그에 대한 몇 가지 모순되는 전설이 있다. 대부분의 전설은 그를 우자인의 또 다른 전설적인 황제인 비크라마디티야와 어떤 식으로든 연결시킨다. 일부 전설에서는 그가 비크라마디티야의 적인 것으로 묘사되고, 다른 전설에서는 비크라마디티야의 손자로 명명되며, 몇몇 전설에서는 프라티슈타나의 통치자에게 비크라마디티야라는 칭호가 적용된다. 일부 역사적으로 부정확한 전설에 따르면, 그의 탄생 또는 그의 전투 승리 중 하나가 샤카기원의 또 다른 이름인 살리바하나 기년법의 시작을 알렸다.
샬리바하나 전설
아난타의 영웅시 비라차리타(서기 12세기)는 살리바하나를 우자인의 비크라마디티야 왕의 경쟁자로 언급한다. 이에 따르면, 살리바하나는 비크라마디티야를 물리치고 죽였으며, 그 후 프라티슈타나에서 통치했다. 슈드라카는 살리바하나와 그의 아들 샤크티 쿠마르의 가까운 동맹이었다. 후에 슈드라카는 비크라마디티야의 후계자들과 동맹을 맺고 샤크티 쿠마르를 물리쳤다. 이 전설은 신화적인 이야기들로 가득하다.
파라마라 시대의 전설은 파라마라 통치자들을 전설적인 왕들과 연결시켜 파라마라 제국의 주장을 강화한다. 바비샤 푸라나에서 파라마라 왕 보자는 비크라마디티야의 손자로 명명된 살리바하나의 후손으로 묘사된다. 이 텍스트(3.1.6.45-7.4)에 따르면, 최초의 파라마라 왕은 아부산의 불 구덩이에서 태어난 프라마라였고 (따라서 아그니반샤에 속한다). 비크라마디티야, 살리바하나, 그리고 보자는 프라마라의 후손으로, 따라서 파라마라 왕조의 일원으로 묘사된다.
샬리바하나 전설
바비샤 푸라나는 비크라마디티야가 서쪽으로는 인더스강, 북쪽으로는 바다리스타나(바드리나트), 동쪽으로는 카필라, 남쪽으로는 세투반다(라메스와람)로 둘러싸인 바라타바르샤 (인도)를 통치했다고 언급한다. 그가 죽은 지 백 년 후, 아리아데샤(아리아인의 나라)의 18개 왕국에서 많은 언어와 종교가 발달했다. 사카족과 같은 외부인들이 아리아데샤에서 다르마 (의로움, 법과 질서)의 파괴에 대해 들었을 때, 그들은 인더스와 히말라야를 넘어 나라를 침략했다. 그들은 아리아인들을 약탈하고 아리아인의 아내들을 데리고 그들의 나라로 돌아갔다. 비크라마디티야의 손자인 살리바하나는 그 후 사카족과 다른 야만인들을 정복했다. 그는 아리아인들과 믈레차들을 구별하기 위해 마리아다를 정의하고, 인더스를 아리아인의 땅과 믈레차의 땅 사이의 경계로 설정했다.
샬리바하나 전설
그 후, 살리바하나는 한 번 후나족의 땅에 있는 눈 덮인 산으로 갔다. 그곳에서 그는 믈레차의 땅에서 진실이 파괴되었기 때문에 나타난 이사마시(예수 그리스도)를 만났다. 살리바하나는 그에게 경배하고 집으로 돌아갔다. 아리아데샤에서 그는 아슈바메다 제사를 지내고 하늘로 올라갔다. 살리바하나 이후 500년 후, 그의 후손인 보자도 무함마드와 마하무드 가즈나비를 모델로 한 "마하마다"를 포함한 외세 침략자들과 싸웠다.
이 텍스트는 예수의 교리를 베다 다르마와 일치하는 것으로 제시하는 반면, 무함마드는 악마적인 존재로 묘사된다. 테오도어 아우프레히트에 따르면, 예수에 대한 구절은 1897년에 첫 인쇄본을 출판한 벤카테스바라 출판사의 직원이 삽입했다. 조르지오 보나졸리에 따르면, 이 부분은 19세기에 "일부 영리한 판디트"에 의해 삽입되었다.
불확실한 날짜의 타밀어 필사본인 촐라 푸르바 파타얌("고대 촐라 기록")은 살리바하나(이 이야기에서는 보자로도 알려짐)에 대한 다음 전설을 담고 있다.
샬리바하나 전설
살리바하나는 아요디아의 도예가 집에서 셰사의 은총으로 태어났다. 그가 자라 왕이 되어 비크라마디티야를 물리쳤고, 살리바하나 기년법의 시작을 알렸다. 살리바하나는 이교도인 나스티카 슈라마나였으며 (아마도 자이나교인), 자신의 신앙으로 개종하기를 거부하는 모든 사람들을 박해했다. 그는 힌두교도들이 비크라마디티야로부터 받았던 모든 특권을 취소했다. 비슈라마나 금욕주의자들은 광야로 물러나기 시작했고, 시바와 비슈누에게 새로운 왕의 잔학 행위를 멈춰달라고 기도했다.
시바는 최고 존재에게 살리바하나의 왕국에 불의 비를 내리게 해달라고 호소했다. 셰샤는 살리바하나의 꿈에 나타나 다가올 재앙에 대해 경고했다. 살리바하나는 백성들에게 불의 비를 피하기 위해 돌집을 짓거나 강(카베리)에 숨으라고 말했다. 시바가 제3의 눈을 뜨고 불의 비를 내리기 시작했을 때, 백성들은 살리바하나의 조언 덕분에 살아남았다. 시바는 그 후 진흙 비를 내렸다. 돌집에 숨어 있던 사람들은 진흙이 입구를 막아 질식사했고, 살리바하나와 그의 군대를 포함하여 강에 숨어 있던 사람들은 살아남았다.
샬리바하나 전설
살리바하나를 파괴하기 위해 시바는 이제 세 개의 왕관을 쓴 왕을 창조했다: 비라 촐란, 울라 체란, 그리고 바지랑가 판디안. 세 왕은 티루무쿠달의 트리베니 상감 (세 강이 합류하는 곳)에서 함께 목욕을 하고 살리바하나에 대항하는 동맹을 맺었다. 다음으로, 그들은 카시와 칸치를 포함한 여러 곳에서 수많은 모험을 겪었다. 두르가의 축복으로 그들은 보물과 샨타누 시대부터 비크라마디티야 시대까지의 힌두 왕들의 비문을 발견했다. 그들은 그 후 쿠다투리유르(아마도 우라이유르)에 도착했고, 그곳에서 비라 촐란은 시바와 비슈누를 숭배하는 모든 사람들에게 살리바하나에 대항하는 도움을 요청하는 편지를 썼다. 쿠다투리유르에는 세 왕의 캠페인을 지원하기 위해 많은 사람들이 모였다. 살리바하나는 이러한 준비를 듣고 남쪽으로 진격하여 티루치라팔리의 견고한 성채를 점령했다.
세 왕은 살리바하나에게 항복하고 그의 신앙을 포기하라고 요청하는 사절을 보냈다. 그가 거부하자, 그들과 그들의 동맹국들은 티루바나이카발에 군대를 집결시켰다. 그들이 이전에 칸치에서 발견했던 비문으로부터, 그들은 티루치라팔리 요새로 들어가는 지하 통로가 있다는 것을 깨달았다. 그들은 몇 명의 병사를 보내 요새에 들어가 친타마니 문을 열었다. 그들의 군대는 그 후 요새로 진입하여 살리바하나를 물리쳤다. 촐라 푸르바 파타얌은 살리바하나의 패배를 불확실한 기년법(아마도 칼리 유가의 시작부터)의 1443년으로 기록한다.
자이나교 학자 헤마찬드라 (12세기)는 살리바하나를 네 명의 박식한 왕 중 한 명으로 명명한다. 또 다른 자이나교 작가인 지나 프라부 수리 (Jina Prabhu Suri)는 칼파 프라디파 (Kalpa Pradipa)에서 그를 언급한다. 살리바하나와 비크라마디티야를 경쟁자로 묘사하는 일부 전설에서는, 그들의 정치적 경쟁이 언어 후원으로 확장되어, 비크라마디티야는 산스크리트어를, 살리바하나는 프라크리트어를 지지했다고 한다.
샬리바하나 살리바하나기
일부 역사적으로 부정확한 전설에 따르면, 살리바하나의 승리 중 하나가 샤카기원("살리바하나기원"로도 알려짐)의 시작을 알렸다. 살리바하나와 서기 78년에 시작하는 시대의 가장 초기 연관성은 소마라자(Somaraja)의 칸나다어 저서 우드바타카비야(Udbhatakavya, 서기 1222년)에서 발견된다. 다음으로 가장 초기의 연관성은 야다바 왕 크리슈나의 타스가온 명판(Tasgaon plates, 서기 1251년)에서 발견된다. 무후르타 마르탄다(Muhurta-Martanda)와 같은 일부 저서들은 이 시대가 살리바하나의 탄생부터 시작된다고 제안한다. 지나프라바 수리(Jinaprabha Suri)의 칼파 프라디파(Kalpa-Pradipa, 서기 1300년경)와 같은 다른 저서들은 이 시대가 살리바하나가 비크라마디티야에 승리한 것을 기념한다고 제안한다.
D. C. 시르카르는 북부의 왕 비크라마디티야와 비크라마 시대의 연관성(역시 역사적으로 부정확함)이 남부 학자들이 자신들만의 유사한 전설을 만들어내도록 이끌었을 것이라고 제안한다. 그 시대 이름의 외국적 연관성을 잊으려는 시도도 또 다른 요인이었을 것이다. 살리바하나는 쿨라라 카스트에 속한다.
샬리바하나 역사성
살리바하나에 대한 많은 전설에는 판타지와 신화적 요소가 포함되어 있지만, 일부 학자들은 그가 역사적 인물(또는 인물들)을 기반으로 한다고 믿는다. 모리츠 빈터니츠와 K. R. 수브라마니안과 같은 학자들에 따르면, 살리바하나는 사타바하나와 동일하며, 사타바하나 왕들의 일반적인 가문 이름 또는 칭호였다. D. C. 시르카르에 따르면, 전설적인 "살리바하나"는 여러 사타바하나 왕들의 업적을 기반으로 했으며, 전설적인 비크라마디티야도 여러 왕들을 기반으로 했고, 이 개별 왕들 간의 구별은 시간이 지남에 따라 사라졌다. 그는 "살리바하나기"가 사타바하나 통치자 가우타미푸트라 사타카르니가 일부 샤카(서사트라프) 왕들을 상대로 거둔 승리를 기반으로 했다는 역사적으로 부정확한 견해를 믿는다.
샬리바하나 역사성
프라보다 친타마니(Prabodha Chintamani)와 차투라빈샤티 프라반다(Chaturavinshati Prabandha)와 같은 문학 작품들은 살리바하나가 40만 개의 가타 (단일 운문 시)를 작곡했다고 제안한다. 사타바하나 왕 할라가 편찬한 가타 삽타샤티에는 마하라슈트리 프라크리트어로 된 700개의 구절이 포함되어 있다. 이러한 이유로 할라는 살리바하나와 동일시된다. 자이나교 연대기 작가들은 그가 자이나교도였다고 주장하지만, 이 작품이 시바를 언급하는 것을 볼 때 이는 옳지 않은 것으로 보인다. 카타사리트사가라 (현재는 소실된 브리하트카타를 기반으로 함)도 사타바하나라는 왕에 대한 몇 가지 전설을 포함하고 있지만, 이 왕은 할라와는 분명히 다르다.
맥스 바바코우
맥스 바버코(영어: Max Barbakow)는 미국의 영화 제작자이다. 여러 단편 영화를 연출한 후 감독 데뷔 장편 영화인 《팜 스프링스》로 폭넓은 비평적 찬사와 인정을 받았다. 현재 피터 딩클리지와 조시 브롤린 주연의 《브라더스》, 줄리아 로버츠와 제니퍼 애니스턴이 출연하는 제목 미정의 바디 스와프 코미디, 그리고 빌 머리와 크리스틴 위그가 출연하는 영화 《이피퍼니》를 제작 중이다.
맥스 바바코우 교육
오하이의 새처 스쿨에 다녔다. 예일 대학교에서 학사 학위를 받았고, 쿠바에서 베르너 헤어초크와 단편 영화를 제작했다. AFI 예술 학교에서 연출 석사 학위를 받았다.
맥스 바바코우 경력
수년 동안 단편 영화를 만든 후 2013년에 첫 장편 영화인 《엄마, 나는 사생아예요!》를 감독했다. 《엄마, 나는 사생아예요!》는 예일 대학교 졸업 작품으로, 그의 공개 입양과 친어머니와의 관계에 대한 다큐멘터리이다.
《팜 스프링스》 개봉 후 폭넓은 비평적, 상업적 성공을 거두었다. 선댄스 영화제에서 공개된 후 네온과 훌루는 1750만 달러에 영화의 배급권을 획득했다. 이 영화는 제26회 크리틱스 초이스 어워드에서 코미디 영화 부문 작품상, 2021년 크리틱스 초이스 슈퍼 어워드에서 SF·판타지 영화 부문 작품상을 수상했으며, 할리우드 비평가 협회에서 코미디·뮤지컬 영화 부문 작품상을 수상했다. 《팜 스프링스》는 또한 코미디 영화 부문 작품상을 포함하여 골든 글로브상 후보에 두 차례 올랐으며, 앤디 시아라와 함께 미국 작가 조합상 각본상 후보에 올랐다.
2021년, 스트리밍 플랫폼에서 처음으로 시도된 《팜 스프링스》의 코멘터리 버전에 참여했다.
브롤린, 딩클리지, 글렌 클로스, 브렌던 프레이저 주연의 《브라더스》는 2024년 10월 11일 아마존 MGM 스튜디오를 통해 일부 극장에서 개봉한 후 2024년 10월 17일 아마존 프라임 비디오에서 공개되었다.
맥스 바바코우 사생활
《팜 스프링스》 제작을 시작하기 전에 아내를 만나 결혼했다.
전하 트랩 플래시
전하 트랩 플래시(영어: Charge trap flash, CTF)는 비휘발성 NOR 및 NAND 플래시 메모리를 만드는 데 사용되는 반도체 메모리 기술이다. 이는 플로팅 게이트 MOSFET 메모리 기술의 한 유형이지만, 기존의 플로팅 게이트 기술과는 달리 도핑된 다결정 실리콘 대신 질화 규소 막을 사용하여 전자를 저장한다. 이 접근 방식은 메모리 제조업체가 다섯 가지 방식으로 제조 비용을 절감할 수 있도록 한다.
전하 트랩 개념은 이전에 존재했지만, AMD와 후지쯔가 대량의 전하 트랩 플래시 메모리를 생산한 것은 2002년이 되어서였다. 그들은 GL NOR 플래시 메모리 제품군을 출시하면서 전하 트랩 플래시 메모리의 상업적 생산을 시작했다. 현재 스팬션이라는 이름으로 운영되는 이 회사는 그 이후로 전하 트랩 장치를 대량 생산해 왔다. 전하 트랩 플래시는 2008년 25억 달러 규모의 NOR 플래시 시장의 30%를 차지했다. 여러 회사에 대규모 전하 트랩 기술 포트폴리오를 라이선스한 사이푼 세미컨덕터스는 2008년 3월 스팬션에 인수되었다. 2000년대 후반부터 CTF는 도시바와 삼성전자가 개발한 3D V-NAND 플래시 메모리의 핵심 부품이 되었다.
전하 트랩 플래시 기원
1957년, Frosch와 Derick은 벨 연구소에서 최초의 이산화규소 전계 효과 트랜지스터를 제조할 수 있었는데, 이는 드레인과 소스가 표면에 인접한 최초의 트랜지스터였다. 이어서, 강대원은 1960년 벨 연구소 팀과 함께 작동하는 MOSFET을 시연하는 논문을 이끌었다. 이 팀에는 장치를 제작한 E. E. LaBate와 E. I. Povilonis; 확산 공정을 개발한 M. O. Thurston, L. A. D’Asaro, J. R. Ligenza; 장치를 특성화한 H. K. Gummel과 R. Lindner가 포함되었다.
이후 강대원은 벨 연구소에서 사이먼 민 스즈와 함께 플로팅 게이트 MOSFET을 발명하고, 1967년 이를 플로팅 게이트 (FG) 메모리 셀로 사용할 것을 제안했다. 이것은 플로팅 게이트 MOSFET에 전하를 주입하고 저장하는 것을 기반으로 한 최초의 비휘발성 메모리 형태였으며, 나중에 EPROM (소거 가능한 PROM), EEPROM (전기적으로 소거 가능한 PROM) 및 플래시 메모리 기술의 기초가 되었다.
전하 트랩 플래시 기원
전하 트랩 개념은 1967년에 John Szedon과 Ting L. Chu에 의해 처음 발표되었다.
1967년 후반, H.A. 리처드 웨게너가 이끄는 스페리 연구팀은 금속-질화물-산화물-반도체 트랜지스터 (MNOS 트랜지스터)를 발명했다. 이 트랜지스터는 산화물 층이 질화물과 산화물의 이중층으로 대체된 MOSFET의 한 유형이었다. 질화물은 플로팅 게이트 대신 트랩 층으로 사용되었지만, 플로팅 게이트에 비해 성능이 떨어진다고 여겨져 그 사용이 제한적이었다. MNOS 트랜지스터 장치는 게이트와 채널 사이에 50볼트의 순방향 또는 역방향 바이어스를 가하여 트랜지스터의 임계 전압에 영향을 미칠 전하를 트랩하도록 프로그래밍할 수 있었다.
전하 트랩 (CT) 메모리는 1960년대 후반 MNOS 장치와 함께 도입되었다. 이는 플로팅 게이트 (FG) 메모리와 유사한 장치 구조와 작동 원리를 가졌지만, 주요 차이점은 FG 메모리에서는 전하가 전도성 물질 (일반적으로 도핑된 폴리실리콘 층)에 저장되는 반면, CT 메모리에서는 유전체 층 (일반적으로 질화 규소로 만들어짐) 내의 국부적인 트랩에 전하가 저장된다는 점이다.
전하 트랩 플래시 기원
1974년에 전하 트랩 기술은 전기적 소거 가능 프로그래머블 읽기 전용 메모리 (EEPROM)의 저장 메커니즘으로 사용되었으며, 표준 플로팅 게이트 MOSFET 기술의 대안이었다. 1977년, 페어차일드 카메라 앤드 인스트루먼트의 P.C.Y. 첸은 훨씬 덜 까다로운 프로그램 및 소거 조건과 더 긴 전하 저장을 제공하는 MOSFET 기술인 SONOS의 발명을 상세히 설명하는 논문을 발표했다. 이러한 개선으로 1980년대에 전하 트랩 SONOS를 기반으로 한 제조 가능한 EEPROM 장치가 개발되었다.
전하 트랩 플래시 기원
1991년, NEC의 일본 연구원 N. Kodama, K. Oyama, Hiroki Shirai는 전하 트랩 방식을 통합한 플래시 메모리 유형을 개발했다. 1998년, 사이푼 세미컨덕터스 (나중에 스팬션에 인수됨)의 이스라엘 엔지니어 보아즈 에이탄은 기존 플래시 메모리 설계에 사용된 플로팅 게이트를 대체하기 위해 전하 트랩 층을 활용하는 NROM이라는 플래시 메모리 기술을 특허로 등록했다. 이 특허에는 두 가지 중요한 혁신이 나타난다: 셀의 드레인/소스 단자 근처에 주입된 음전하와 양전하를 국소화하는 것, 그리고 전하 트랩의 양쪽 끝에서 셀에 저장된 데이터를 감지하기 위해 역방향 판독 개념을 활용하는 것이다. 이 두 가지 새로운 아이디어는 높은 사이클링을 가능하게 하여 전하 트랩 개념이 발명된 지 30년 만에 처음으로 신뢰할 수 있는 전하 트랩 플래시 제품을 생산할 수 있게 했다. 또한, 이러한 개념을 사용하면 셀당 두 개의 별도 물리적 비트를 생성할 수 있어 셀당 저장 데이터 용량을 두 배로 늘릴 수 있다.
전하 트랩 플래시 기원
2000년, 리처드 M. 패스토(Richard M. Fastow)가 이끄는 AMD (AMD) 연구팀과 이집트 엔지니어 칼레드 Z. 아메드(Khaled Z. Ahmed), 요르단 엔지니어 사미르 하다드(Sameer Haddad, 나중에 스팬션에 합류)는 NOR 플래시 메모리 셀에 대한 전하 트랩 메커니즘을 시연했다. 이러한 혁신은 2002년 AMD와 후지쯔 (그리고 나중에는 스팬션)에서 더욱 개선되었으며, 이 회사들은 이를 "미러비트 플래시 메모리"라고 부르며 처음으로 대량 생산에 돌입했다.
전하 트랩 플래시 (CTF)는 AMD와 후지쯔에 의해 2002년에 상용화되었다. 그 해, AMD (이후 스팬션으로 분사)는 "미러비트"라고 부르는 새로운 플래시 메모리 기술을 발표했다. 스팬션은 이 제품을 사용하여 제조 비용을 절감하고 NOR 플래시 메모리의 밀도 범위를 기존 NOR 플래시를 넘어 확장하고 인텔이 제조하는 멀티 레벨 셀 NOR 플래시의 비용과 맞추는 데 성공했다.
미러비트 셀은 기존 플로팅 게이트 대신 전하 트랩 층을 사용할 뿐만 아니라, 전하 저장 질화물의 비전도성 특성을 활용하여 두 비트가 동일한 메모리 셀을 공유할 수 있도록 한다. 그림 1에 표시된 바와 같이, 비트는 셀의 반대쪽 끝에 위치하며 채널을 통해 다른 방향으로 전류를 흘려 읽을 수 있다.
이 접근 방식을 멀티 레벨 셀 기술과 결합하여 셀에 4비트를 저장하는 제품이 성공적으로 개발되었다.
전하 트랩 플래시 전하 트래핑 작동
플로팅 게이트 메모리 셀과 마찬가지로 전하 트래핑 셀은 제어 게이트와 채널 사이의 가변 전하를 사용하여 트랜지스터의 임계 전압을 변경한다. 이 전하를 수정하는 메커니즘은 플로팅 게이트와 전하 트랩 간에 상대적으로 유사하며, 판독 메커니즘도 매우 유사하다.
전하 트래핑 플래시에서 전자는 표준 플래시 메모리, EEPROM 또는 EPROM에서 플로팅 게이트에 저장되는 것과 마찬가지로 트래핑 층에 저장된다. 주요 차이점은 전하 트래핑 층은 절연체인 반면, 플로팅 게이트는 도체라는 점이다.
전하 트랩 플래시 전하 트래핑 작동
플래시 메모리의 높은 쓰기 부하는 터널 산화물 층에 스트레스를 가하여 "산화물 결함"이라고 불리는 작은 결정 격자 파괴를 생성한다. 이러한 파괴가 많이 발생하면 플로팅 게이트와 트랜지스터 채널 사이에 단락이 발생하여 플로팅 게이트가 더 이상 전하를 유지할 수 없게 된다. 이는 플래시 마모의 근본 원인( 플래시 메모리#메모리 마모 참조)이며, 칩의 "내구성"으로 명시된다. 이러한 단락 발생을 줄이기 위해 플로팅 게이트 플래시는 두꺼운 터널 산화물(~100Å)을 사용하여 제조되지만, 이는 파울러-노드하임 터널링이 사용될 때 소거 속도를 늦추고 더 높은 터널링 전압을 사용하도록 설계에 강요하여 칩의 다른 부분에 새로운 부담을 준다.
전하 트랩 플래시 전하 트래핑 작동
전하 트래핑 셀은 전하 트래핑 층이 절연체이기 때문에 이러한 어려움에 비교적 면역이다. 전하 트래핑 층과 채널 사이에 산화물 결함으로 인한 단락이 발생하면 단락과 즉시 접촉하는 전자만 방출되고, 다른 전자들은 제자리에 남아 트랜지스터의 임계 전압을 계속 제어한다. 단락 문제가 덜 중요하므로 더 얇은 터널 산화물 층(50-70Å)을 사용할 수 있어 트래핑 층의 채널과의 결합이 증가하고 더 빠른 프로그램 속도(국소적으로 트랩된 전하로)와 더 낮은 터널링 전압으로 소거가 가능하다. 더 낮은 터널링 전압은 결과적으로 터널 산화물 층에 가해지는 스트레스를 줄여 격자 파괴를 줄인다.
전하 트래핑 셀을 사용하는 또 다른 중요한 이점은 얇은 전하 트래핑 층이 인접 셀 간의 용량성 결합을 줄여 성능과 확장성을 향상시킨다는 것이다.
전자는 채널 핫 전자(CHE) 주입 메커니즘(핫 캐리어 주입이라고도 함)을 통해 플로팅 게이트 NOR 플래시가 프로그래밍되는 방식과 유사하게 전하 트랩 층으로 이동된다. 간단히 말해, 제어 게이트 사이에 고전압이 인가되고, 소스와 드레인에는 중간-고전압이 인가되는 동안 소스에서 드레인으로 전류가 유도된다. 드레인 근처의 고전압 영역을 통과하면서 충분한 에너지를 얻은 전자들은 채널에서 벗어나 전하 트랩 층으로 주입되어 정지한다.
전하 트랩 플래시는 NAND 및 NOR 플래시의 소거에 사용되는 파울러-노드하임 터널링 방식과 달리 핫 홀 주입(핫 캐리어 주입 참조)을 통해 소거된다. 이 과정은 FN에서 사용되는 전류가 아닌 필드를 사용하여 전하를 트랩 층으로 이동시켜 전하를 제거한다.
전하 트랩 플래시 전하 트랩 플래시 제조
전하 트랩 플래시는 제조를 단순화하는 특정 예외를 제외하고 플로팅 게이트 플래시와 제조 방식이 유사하다.
플로팅 게이트 플래시와 전하 트랩 플래시는 모두 채널 바로 위에 플로팅 게이트 또는 전하 트랩 층이 있고 제어 게이트 아래에 있는 스택 게이트 구조를 사용한다. 플로팅 게이트 또는 전하 트랩 층은 터널 산화물 층에 의해 채널로부터 절연되고 게이트 산화물 층에 의해 제어 게이트로부터 절연된다. 이 모든 층의 재료는 저장 층을 제외하고 동일하며, 저장 층은 플로팅 게이트 구조의 경우 전도성 폴리실리콘이며 전하 트랩의 경우 일반적으로 질화 규소이다.
프리스케일 세미컨덕터는 자사의 마이크로컨트롤러 또는 MCU 라인에서 "박막 저장"이라고 불리는 다소 유사한 기술을 제조한다. 프리스케일의 접근 방식은 이산화규소의 비전도성 층에 실리콘 나노결정을 전도성 섬으로 사용한다.
보다 일반적인 질화 규소 전하 트랩처럼, 전자는 플로팅 게이트의 한쪽에서 다른 쪽으로 흐르지 않아 셀의 마모를 연장한다.
전하 트랩 플래시 전하 트랩 플래시 제조
이 나노결정 방식은 프리스케일에서 대량 생산되고 있으며, 전하 트래핑 저장 장치는 ST 마이크로일렉트로닉스, 필립스, 르네사스, 삼성, 도시바, 아트멜, 스팬션에서 전반적으로 개발 중이다.
질화물 전하 트랩 층은 비전도성이므로 패턴화할 필요가 없다. 모든 전하 트랩은 이미 서로 절연되어 있다. 이는 제조를 단순화하는 데 사용될 수 있다.
플로팅 게이트 구조는 지난 몇 세대의 공정에서 더 정교한 게이트 유전체를 필요로 했으며, 오늘날 일반적으로 ONO (산화물-질화물-산화물) 구조를 사용한다. 이 구조는 제조가 더 복잡하며 전하 트랩 플래시에서는 불필요하다.
질화물 층의 한 가지 장점은 플로팅 게이트에 사용되는 폴리실리콘보다 고온 제조 공정에 덜 민감하다는 것이다. 이는 전하 트랩 위 층의 공정을 단순화한다.
전하 트랩 플래시 미러비트 플래시 메모리
스팬션의 미러비트 플래시와 사이푼의 NROM은 질화물 내 전하 트랩 메커니즘을 사용하여 동일한 셀에 두 비트를 저장하여 칩의 메모리 용량을 효과적으로 두 배로 늘리는 두 가지 플래시 메모리이다. 이는 전하 트랩 층의 양쪽에 전하를 배치함으로써 이루어진다. 셀은 채널을 통한 순방향 및 역방향 전류를 사용하여 전하 트랩의 양쪽을 읽어 들인다.
CHE 프로그래밍(그림 2) 동안 핫 전자는 채널에서 전하 트랩 층으로 바이어스된 드레인 쪽 채널 끝으로 주입되지만, 플로팅 소스 쪽 채널 끝에서는 주입되지 않는다. 트랜지스터의 소스와 드레인이 채널의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전환되도록 함으로써, 채널의 양쪽 끝에 있는 전하 트랩 층에 전하를 주입하고 저장할 수 있다.
유사한 방식으로, 전하 트랩 셀의 한쪽 끝은 그림 3에 표시된 것처럼 채널의 한쪽 끝 또는 다른 쪽에 소거 필드를 배치하여 다른 쪽 끝이 플로팅 상태가 되도록 함으로써 소거될 수 있다. 밴드-투-밴드 핫 홀 소거는 국소적으로 트랩된 홀을 생성하며, 이 중 일부는 전자와 재결합하여 전하 트랩의 해당 끝에서 전하를 제거한다.
전하 트랩 플래시 미러비트 플래시 메모리
미러비트 읽기는 소스 및 드레인 접점을 역전시킴으로써 매우 간단하게 수행된다. 드레인 측에서 확장되는 접합 공핍 영역은 채널을 드레인 위에 놓인 전하 트랩 셀의 측면에 있는 전하로부터 차폐한다. 이로 인해 드레인 측 전하는 채널을 통해 흐르는 전류에 거의 영향을 미치지 않는 반면, 소스 측 전하는 트랜지스터의 임계값을 결정한다.
소스와 드레인이 역전되면, 반대쪽 전하가 트랜지스터의 임계값을 결정한다.
이러한 방식으로 전하 트랩 셀의 양쪽 끝에 있는 두 가지 다른 전하 레벨은 전류 흐름 방향에 따라 셀을 통해 두 가지 다른 전류가 흐르도록 한다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
삼성전자는 2006년에 당시 사용되던 평면 구조와 유사한 셀 구조를 사용하여 NAND 기술의 지속적인 스케일링을 가능하게 하는 전하 트랩 플래시 사용에 대한 연구를 공개했다. 이 기술은 SONOS (실리콘-산화물-질화물-산화물-실리콘) 또는 MONOS (금속-ONOS) 커패시터 구조에 의존하며, 질화물 층의 전하 트랩에 정보를 저장한다.
삼성은 두 가지 셀 구조를 공개했다: 40nm용 TANOS (티타늄, 알루미나, 질화물, 산화물, 실리콘)는 기존 3D 캡 구조(이 문서에 자세히 설명됨)를 제조할 수 없을 것으로 연구원들이 믿었으며, 알루미늄 산화물을 미공개 고유전율 유전체 물질로 대체하는 THNOS도 있었다. 고유전율 물질은 알루미늄 산화물 구조보다 더 긴 데이터 유지 시간을 제공할 것으로 예상되었다.
캡 구조에서 제어 게이트는 기존 플로팅 게이트 셀의 인접 플로팅 게이트 사이에 장벽을 형성하기 위해 확장된다.
이후 5년 동안 많은 장치 설계자들은 캡 구조를 점점 더 작은 공정 형상으로 밀어붙이는 방법을 찾아내어, 이 접근 방식으로 30nm 노드에서 NAND를 성공적으로 생산했다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
전하 트랩은 여전히 NAND 플래시의 미래 기술로 간주되지만, 평면 셀보다는 수직 구조에 더 많이 고려되고 있다.
NAND 플래시는 매우 적극적으로 스케일링되고 있다(그림 4). 공정이 전환됨에 따라 제어 게이트와 플로팅 게이트 인터페이스의 폭은 축소의 제곱에 비례하여 줄어들고, 플로팅 게이트 사이의 간격은 공정 축소에 비례하여 줄어들지만, 플로팅 게이트의 두께는 동일하게 유지된다(플로팅 게이트가 얇아질수록 셀이 전자 손실에 덜 견고해진다). 이는 인접한 플로팅 게이트 간의 결합이 제어 게이트와 플로팅 게이트 간의 결합보다 커져 인접 비트 간의 데이터 손상이 발생한다는 것을 의미한다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
공정이 계속 축소됨에 따라 이는 점점 더 문제가 된다. 이러한 이유로 최신 NAND 플래시의 제어 게이트는 플로팅 게이트를 캡핑하도록 재구성되었다. 캡 구조에서 제어 게이트는 기존 플로팅 게이트 셀의 인접 플로팅 게이트 사이에 장벽을 형성하도록 확장된다(그림 5 참조). 이는 인접 플로팅 게이트와의 결합을 줄이고 플로팅 게이트와 제어 게이트 간의 결합을 증가시키는 역할을 한다. 한 가지 단점은 제어 게이트가 채널에 결합되므로 이 결합을 최소화하기 위한 조치를 취해야 한다는 것이다.
2006년에는 이러한 장치에 필요한 복잡한 3층 ONO 게이트 산화물 생산의 어려움 때문에 기존 플로팅 게이트 캡 구조가 50nm 노드보다 작은 공정에서 제조될 수 없을 것이라고 여겨졌다.
삼성은 2006년 말에 2008년까지 40nm 공정 노드에서 그러한 장치를 생산할 것이라고 발표하기도 했지만, 이 발표 이후 5년 동안 많은 장치 설계자들은 캡 구조를 점점 더 작은 공정 형상으로 밀어붙이는 방법을 찾아내어 이 접근 방식으로 20nm 노드까지 NAND를 성공적으로 생산했다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
전하 트랩 접근 방식은 여전히 20nm보다 작은 공정에서 NAND 플래시의 미래로 간주되며, 평면 및 수직 3D 구조 모두에 고려되고 있다.
오늘날 SanDisk는 10-19nm 범위의 두 번째 노드까지 기존 NAND 구조를 계속 사용할 것으로 예상하고 있다. 이는 산업이 10nm에 도달할 때까지 표준 장치 구조가 유지될 수 있음을 의미하지만, 각 공정 축소에 따라 신뢰할 수 있는 플로팅 게이트를 생산하는 어려움은 더욱 심각해진다.
반면에, ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) 공정 기술 로드맵의 2010년 공정 통합, 장치 및 구조 (PIDS) 표는 전하 트랩이 2012년 22nm에서 시작하여 2014년 20nm 공정에서 주류가 될 것임을 보여준다.
미래 공정에서는 평면 전하 트랩 셀이 사용될 수 있다. 아직 19nm보다 작은 기하학적 구조에 대한 공정을 공개한 제조업체는 없다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
수직 구조는 NAND 플래시의 논리적인 다음 단계로 간주된다. 일단 추가적인 수평 스케일링이 불가능해지면 수직 구조가 대안이 된다. 수직 특징은 옆으로 에칭될 수 없으므로 전하 트랩 층은 수직 NAND 플래시 스트링을 구축하는 매우 흥미로운 방법이 된다.
도시바와 삼성전자는 수직 전하 트랩 NAND 구조의 시제품을 공개했다.
도시바는 2007년에 그리고 삼성은 2009년에 3D V-NAND 개발을 발표했는데, 이는 표준 NAND 플래시 비트 스트링을 수평이 아닌 수직으로 구축하여 주어진 실리콘 면적 내에서 비트 수를 늘리는 방법이다.
이것의 단면 대략적인 모습은 그림 6에 나와 있다. 이 그림에서 빨간색 부분은 전도성 폴리실리콘을 나타내고, 파란색은 이산화규소 절연층을, 노란색은 질화물 전하 트랩 층을 나타낸다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
수직 구조(하나만 표시됨)는 번갈아 나타나는 유전체 및 전하 트랩 층(파란색과 노란색)으로 감싸인 채널을 구현하는 원통형이다. 이러한 장치를 제조하기 위해 전도성 폴리실리콘과 이산화규소 유전체 층이 먼저 표준 CMOS 논리 요소를 포함하는 실리콘 기판 위에 증착된다. 그런 다음 트렌치가 에칭되고 그 벽은 먼저 이산화규소(파란색), 다음으로 질화 규소(노란색), 다음으로 또 다른 이산화규소(파란색) 층으로 증착되어 게이트 유전체, 전하 트랩, 터널 유전체를 순서대로 형성한다. 마지막으로 구멍은 채널을 형성하는 전도성 폴리실리콘(빨간색)으로 채워진다. 전도성 폴리실리콘의 교대 층은 이 구조에서 제어 게이트 역할을 한다.
이 구조는 전하 트랩 층이 각 제어 게이트 사이에 절연될 필요가 없다는 사실을 활용하므로 수직 방향으로 에칭될 필요가 없다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
전하 트랩 플래시가 다른 기술에 비해 가지는 한 가지 장점은 표준 논리 공정과 비교적 쉽게 임베딩될 수 있다는 점이다. 표준 논리 공정은 3개의 고전압 마스크와 3개의 코어 CTF 마스크를 추가함으로써 논리-플래시 공정으로 전환될 수 있으며, 이 6개의 마스크 중 어느 것도 핵심적인 층이 아니다(즉, 공정의 가장 진보된 부분을 사용할 필요가 없다). 다른 모든 논리 공정은 직접 공유될 수 있다.
전하 트랩 플래시 최신 개발
ITRS PIDS 2013에서 밴드갭 엔지니어링 전하 트랩 장치가 유지 및 소거 딜레마를 해결하는 데 필요하다고 명확히 언급되었다. 그러나 단순한 터널 산화물을 사용하는 SONOS는 NAND 애플리케이션에 적합하지 않다. 일단 전자가 깊은 SiN 트랩 레벨에 트랩되면 높은 전기장에서도 디트랩하기 어렵다. 장치를 빠르게 소거하기 위해 기판의 홀이 SiN으로 주입되어 전자 전하를 중화한다. SiO2의 홀 장벽이 높기(~4.1 eV) 때문에 홀 주입 효율이 낮고, 충분한 홀 전류는 매우 얇은 터널 산화물(~2 nm)을 사용할 때만 달성할 수 있다. 그러나 이러한 얇은 터널 산화물은 저장 전자로부터 약한 내장 필드 하에서 기판으로부터의 직접적인 홀 터널링을 막을 수 없으므로 데이터 유지율이 좋지 않다(직접 터널링 속도는 장벽 두께의 강한 함수이지만 전기장에는 약하게 의존하므로 전하 저장에 의한 약한 내장 필드로도 기판으로부터의 직접적인 홀 터널링을 유발하여 데이터 유지율을 손상시킨다). 여러 SONOS 변형이 제안되었다. 터널 유전체 엔지니어링 개념은 터널 장벽 특성을 수정하여 "가변 두께" 터널 유전체를 생성하는 데 사용된다. 예를 들어, ONO의 삼중 초박형(1-2 nm) 층이 단일 산화물(BE-SONOS)을 대체하기 위해 도입되었다 [H. T. Lue, et al, IEDM 2005]. 높은 전기장 하에서는 산화물과 질화물의 상위 두 층이 Si 원자가 밴드 위로 오프셋되고, 기판 홀은 하단 얇은 산화물을 통해 쉽게 터널링하여 위쪽 두꺼운 SiN 트랩 층으로 주입된다. 데이터 저장 모드에서는 약한 전기장이 삼중 층을 오프셋하지 않으며, SiN의 전자와 기판의 홀 모두 삼중 층의 총 두께에 의해 차단된다. 나중에 BE-SONOS에 고유전율(Al2O3) 및 금속 게이트가 추가되어 소거 성능을 향상시켰는데, 이를 BE-MANOS라고 한다 [S. C. Lai, et al, NVSMW 2007]. 유지율을 향상시키기 위해 고유전율 Al2O3와 SiN 사이에 버퍼 산화물을 추가하는 것이 제안되었다. 현재 양산되는 3D NAND는 각 회사별로 세부 레시피 튜닝의 일부 변형이 있지만 BE-MANOS와 유사한 구조를 채택하고 있다. 터널링 장벽을 위한 밴드갭 엔지니어링 개념은 전하 트랩 장치에 필수적인 경로로 인식되고 있다.
전하 트랩 NAND는 GCR 및 FG 크로스토크 문제를 해결하고 20nm 이하의 스케일링을 약속하지만, 워드 라인 고장 및 너무 적은 전자와 같은 근본적인 한계는 해결하지 못한다. 따라서 로드맵 추세에서 평면 FG와 3D NAND 사이의 전환 역할을 한다. 전하 트랩 장치를 사용하여 3D NAND를 구축하면 더 큰 장치 크기가 자연스럽게 전자 수 및 워드 라인 고장 문제를 해결한다.
버넌 리드
버넌 리드(영어: Vernon Reid, 1958년 8월 22일~)는 미국의 기타리스트이자 작곡가로, 록 밴드 리빙 컬러의 창립자로 가장 잘 알려져 있다. 리드는 2003년 《롤링 스톤》이 선정한 역사상 최고의 기타리스트 100인 명단에서 66위에 올랐으며, 2023년 8월에는 《롤링 스톤》이 선정한 역사상 최고의 기타리스트 250인 중 42위에 올랐다. 비평가 스티브 휴이는 "리드의 만연한 절충주의는 헤비 메탈과 펑크 록, 펑크, R&B, 아방가르드 재즈에 이르기까지 모든 것을 포괄하며, 그의 무정부적이고 번개처럼 빠른 솔로도 특징이 되었다"라고 썼다.
버넌 리드 어린 시절
리드는 1958년 8월 22일, 영국 잉글랜드 런던에서 몬트세랫 출신의 부모 사이에서 태어났다. 1959년, 가족은 미국 뉴욕으로 이주하였다. 그는 브루클린 기술 고등학교에 다녔으며, 이후 뉴욕 대학교에 진학하였다.
버넌 리드 경력
리드는 1984년 뉴욕에서 리빙 컬러를 결성하였으며, 밴드의 라인업은 1986년에 확정되었다. 이들의 데뷔 음반인 《Vivid》는 1988년에 발매되었고, 더블 플래티넘을 기록하였다. 후속작 《Time's Up》은 1990년에 발매되어 골드 인증을 받았다. 밴드는 하드 록 퍼포먼스 부문에서 2년 연속 그래미 어워드를 수상하였다. 또한 1989년 롤링 스톤스의 《Steel Wheels》 투어에서 오프닝 공연을 하였고, 1991년 여름 첫 번째 롤라팔루자 투어에 참가하였다.
리빙 컬러는 1995년에 해체되었으나, 2000년에 재결성되었다. 이후 이들은 세 장의 음반을 추가로 발매하였다. 2003년 10월, 생츄어리 레코드에서 《Collideøscope》, 2009년 9월 《The Chair in the Doorway》, 2017년 9월, 메가포스 레코드에서 《Shade》를 발표하였다.
질화물
화학에서 질화물(영어: Nitride)은 질소의 화합물이다. 질화물은 무기 화합물이거나 유기 화합물일 수 있고, 염이거나 공유 결합 화합물일 수 있다. 질화물 음이온인 N3−은 매우 찾아보기 어렵지만, 질화물 화합물은 자연적으로 발생하는 경우가 드물기는 해도 그 수가 많다. 일부 질화물은 마모 방지 도장(예: 질화 타이타늄, TiN), 단단한 세라믹 재료(예: 질화 규소, Si3N4), 반도체(예: 질화 갈륨, GaN)와 같은 응용 분야에서 사용된다. GaN 기반 발광 다이오드 개발은 2014년 노벨 물리학상을 수상했다. 금속 질화물 착물도 흔하다.
무기 금속 질화물의 화학 합성은 질소 기체(N2)가 저온에서 반응성이 높지 않지만 고온에서는 더 반응성이 높아지기 때문에 어렵다. 따라서 저온에서의 질소 기체의 낮은 반응성과 고온에서의 N2의 엔트로피 구동 형성 사이에서 균형을 이루어야 한다. 그러나 질화물에 대한 합성 방법은 점점 더 정교해지고 있으며 이 물질은 기술적으로 점점 더 중요해지고 있다.
질화물 질화물의 용도
탄화물과 마찬가지로 질화물은 "N3−"과 금속 양이온의 강한 결합을 반영하는 높은 격자에너지 때문에 종종 내화물이다. 따라서 입방정 질화 붕소, 질화 타이타늄, 질화 규소는 절삭 재료 및 경질 코팅으로 사용된다. 층상 구조를 이루는 육방정 질화 붕소는 이황화 몰리브데넘과 유사하게 유용한 고온 윤활제이다. 질화물 화합물은 종종 큰 띠틈을 가지므로, 질화물은 일반적으로 절연체 또는 넓은 띠틈 반도체이다. 예로는 질화 붕소와 질화 규소가 있다. 넓은 띠틈 물질인 질화 갈륨은 발광 다이오드에서 청색광을 방출하는 데 유용하다. 일부 산화물과 마찬가지로 질화물은 수소를 흡수할 수 있으며, 수소저장과 관련하여 논의되어 왔다(예: 질화 리튬).
질화물 예시
이렇게 다양한 화합물 그룹의 분류는 다소 자의적이다. 삼염화 질소와 같이 질소에 -3 산화수가 부여되지 않은 화합물(여기서 산화수는 +3)은 포함되지 않으며, 암모니아 및 그 많은 유기 유도체도 포함되지 않는다.
안정적인 알칼리 금속 질화물은 보라색-붉은색의 질화 리튬(Li3N) 하나뿐이며, 이는 리튬이 N2 분위기에서 연소할 때 형성된다. 질화 나트륨과 질화 칼륨은 모두 합성되었지만 여전히 실험실 호기심의 대상이다. 그러나 M3N2 공식을 가진 알칼리 토금속의 질화물은 수가 많다. 예로는 질화 베릴륨(Be3N2), 질화 마그네슘(Mg3N2), 질화 칼슘(Ca3N2), 질화 스트론튬(Sr3N2)이 있다. 양전성 금속(리튬, 아연, 알칼리 토금속 포함)의 질화물은 공기 중의 수분을 포함하여 물과 접촉하면 쉽게 가수분해된다.
Mg3N2 + 6 H2O  →  3 Mg(OH)2 + 2 NH3
질화물 예시
질화 붕소는 여러 형태(다형성)로 존재한다. 질화 규소와 인의 질화물도 알려져 있지만, 전자가 상업적으로 중요하다. 질화 알루미늄, 질화 갈륨, 질화 인듐의 질화물은 각 원자가 사면체 자리를 차지하는 육방정 섬아연석 구조를 이룬다. 예를 들어, 질화 알루미늄에서는 각 알루미늄 원자가 사면체 꼭짓점에 네 개의 인접한 질소 원자를 가지며, 마찬가지로 각 질소 원자는 사면체 꼭짓점에 네 개의 인접한 알루미늄 원자를 가진다. 이 구조는 모든 탄소 원자가 사면체 자리를 차지하는 육방정 다이아몬드(론스달라이트)와 유사하다(그러나 우르짜이트는 섬아연석과 다이아몬드와는 사면체의 상대적인 방향에서 다르다). 탈륨(I) 질화물(Tl3N)은 알려져 있지만, 탈륨(III) 질화물(TlN)은 알려져 있지 않다.
질화물 예시
대부분의 금속 풍부 전이 금속 질화물은 비교적 정돈된 면심 입방정 또는 육방정계 조밀 쌓임 결정 구조를 가지며, 팔면체 배위를 이룬다. 때로는 이러한 물질을 "침입형 질화물"이라고 부른다. 이들은 일반적으로 모금속보다 훨씬 단단하고 연성이 적으며 공기 산화에 강하기 때문에 산업 금속공학에 필수적이다. 3족 원소 금속의 경우, ScN과 YN이 모두 알려져 있다. 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소 전이 금속(티타늄, 바나듐, 크롬 그룹)은 모두 화학적으로 안정적이고 내화물성 질화물을 형성하며 녹는점이 높다. 질화 타이타늄, 질화 지르코늄, 질화 탄탈럼의 박막은 많은 산업 표면을 보호한다.
7족 원소 및 8족 원소 전이 금속의 질화물은 질소가 부족한 경향이 있으며, 고온에서 쉽게 분해된다. 예를 들어, 질화 철Fe2N은 200°C에서 분해된다. 질화 백금과 질화 오스뮴은 N2 단위를 포함할 수 있으므로 질화물이라고 부르면 안 된다.
11족 원소 및 12족 원소의 더 무거운 원소의 질화물은 질화 구리(Cu3N)와 질화 아연(Zn3N2)보다 덜 안정하다. 건조한 질화 은(Ag3N)은 가장 작은 접촉, 심지어 떨어지는 물방울에도 폭발할 수 있는 접촉 폭약이다.
질화물 예시
란타넘족 및 악티늄족의 질화물을 포함하는 종은 결합의 공유 결합성을 결정하는 데 유용한 도구를 제공할 수 있으므로 과학적인 관심 대상이다. 핵 자기 공명(NMR) 분광법과 양자 화학 분석은 금속 질화물 결합이 이온성 또는 공유성 특성을 가지는 정도를 결정하는 데 자주 사용되었다. 한 예로, 우라늄 질화물은 알려진 질소-15 화학 이동 중에서 가장 높은 값을 가진다.
많은 금속이 특수 문서에 논의된 바와 같이 분자성 질화물 착물을 형성한다. 주족 원소도 일부 분자성 질화물을 형성한다. 사이아노젠((CN)2)과 사황 사질화물(S4N4)은 분자성 이원(질소 외에 다른 원소 하나를 포함하는) 질화물의 드문 예이다. 이들은 비극성 용매에 용해된다. 둘 다 중합을 겪는다. S4N4도 원소에 비해 불안정하지만, 등구조성인 Se4N4보다는 덜하다. S4N4를 가열하면 중합체가 형성되며, 다양한 분자성 황 질화물 음이온 및 양이온도 알려져 있다.
질화물과 관련되지만 구별되는 것으로는 과질화물 이원 음이온(N2−2)과 아자이드 삼원 음이온(N3−)이 있다.
질화 리튬
질화 리튬(영어: Lithium nitride)은 화학식 Li3N을 갖는 무기 화합물이다. 유일하게 안정한 알칼리 금속 질화물이다. 녹는점이 높은 적분홍색 고체이다.
질화 리튬 제법 및 취급
질화 리튬은 원소 리튬과 질소 기체의 직접 반응을 통해 제조된다.
6 Li + N2 → 2 Li3N
리튬 금속을 질소 분위기에서 연소시키는 대신, 액체 나트륨 금속에 용해된 리튬 용액을 N2로 처리할 수 있다.
질화 리튬은 극도로 강한 염기이므로 물과 격렬하게 반응하여 암모니아를 생성하므로 습기로부터 보호해야 한다.
Li3N + 3 H2O → 3 LiOH + NH3
질화 리튬 구조 및 특성
두 가지 다른 형태가 알려져 있다.
질화 리튬은 Li+에 대한 이온 전도도를 나타내며, 그 값은 약 2×10−4 Ω−1cm−1이고, (결정 내) 활성화 에너지는 약 0.26 eV (약 24 kJ/mol)이다. 수소 도핑은 전도도를 증가시키고, 금속 이온(Al, Cu, Mg) 도핑은 전도도를 감소시킨다. 질화 리튬 결정 간(결정 간) 리튬 전이의 활성화 에너지는 더 높게 결정되었으며, 약 68.5 kJ/mol이다. 알파 형태는 약 2.1 eV의 반도체이다.
질화 리튬 반응
질화 리튬을 이산화 탄소와 반응시키면 흑연질 탄소 질화물(C3N4)과 비료의 전구체인 리튬 사이안아마이드(Li2CN2)가 발열적으로 생성된다.
약 200°C의 수소에서 Li3N은 반응하여 리튬 아마이드를 형성한다.
Li3N + 2 H2 →  2LiH + LiNH2
더 높은 온도에서는 더 반응하여 암모니아와 수소화 리튬을 형성한다.
LiNH2 + H2 → LiH + NH3
리튬 이미드도 특정 조건에서 형성될 수 있다. 일부 연구는 수소화 리튬이 열적으로 분해되어 다시 리튬 금속이 될 수 있으므로 이를 암모니아를 생산하는 가능한 산업 공정으로 탐구해왔다.
질화 리튬은 270°C에서 반응이 가역적이므로 수소 기체의 저장 매체로 연구되었다. 최대 11.5 중량%의 수소 흡수가 달성되었다.
흑연질 탄소 질화물
흑연질 탄소 질화물(g-C3N4)은 질화 탄소 화합물군으로 일반적인 화학식은 C3N4에 가깝고(비록 일반적으로 소량의 수소가 포함되지만) 반응 조건에 따라 다양한 수준의 축합 반응, 특성 및 반응성을 보이는 헵타진 및 폴리(트리아진 이미드) 단위를 기반으로 하는 두 가지 주요 하위 구조를 가진다.
흑연질 탄소 질화물 준비
흑연질 탄소 질화물은 사이안아마이드, 다이시안다이아마이드 또는 멜라민의 중합을 통해 제조할 수 있다. 최초로 형성된 폴리머 C3N4 구조인 멜론은 펜던트 아미노기를 가지는 고도로 정렬된 중합체이다. 추가 반응은 기본 빌딩 블록으로 트라이-s-트라이아진(C6N7) 단위를 기반으로 하는 더 응축되고 결함이 적은 C3N4 종으로 이어진다.
흑연질 탄소 질화물은 또한 실온에서 시아누르 트라이클로라이드와 멜라민(비율=1:1.5)의 포화 아세톤 용액에서 Si(100) 기판에 전기영동 증착을 통해 제조할 수 있다.
잘 결정화된 흑연질 탄소 질화물 나노결정은 또한 180–220 °C에서 8–12시간 동안 C3N3Cl3와 NaNH2 사이의 벤젠 열 반응을 통해 제조할 수 있다.
최근 알루미나 존재 하에 멜라민과 요산 혼합물을 400-600 °C로 가열하여 그래핀 질화 탄소를 합성하는 새로운 방법이 보고되었다. 알루미나는 노출된 표면에 흑연질 탄소 질화물 층의 증착을 촉진했다. 이 방법은 현장 화학기상증착(CVD)으로 동화될 수 있다.
흑연질 탄소 질화물 특성 규명
결정질 g-C3N4의 특성 규명은 X선 광전자 분광법(XPS) 측정, 광발광 스펙트럼 및 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 스펙트럼(800 cm−1, 1310 cm−1 및 1610 cm−1에서 피크)을 통해 제품에 존재하는 트리아진 고리를 식별함으로써 수행할 수 있다.
흑연질 탄소 질화물 성질
질화 탄소의 특수한 반도체 특성으로 인해, 벤젠 활성화, 삼량화 반응, 그리고 이산화 탄소 활성화(인공 광합성)와 같은 다양한 반응에 대해 예상치 못한 촉매 활성을 보인다.
흑연질 탄소 질화물 용도
상업용 흑연질 탄소 질화물은 Nicanite라는 브랜드 이름으로 판매된다. 마이크론 크기의 그래핀 형태는 마찰학 코팅, 생체 적합 의료 코팅, 화학적으로 불활성인 코팅, 절연체 및 에너지 저장 솔루션에 사용될 수 있다. 그래핀 질화 탄소는 최고의 수소 저장 물질 중 하나로 보고된다. 또한 촉매 나노입자의 지지체로 사용될 수 있다.
흑연질 탄소 질화물 관심 분야
흑연질 탄소 질화물은 특성(주로 넓고 조절 가능한 밴드 갭 및 효율적인 염의 층간 삽입) 때문에 다양한 응용 분야에서 연구되고 있다.
불균일 촉매 및 지지체
탄소 질화물의 상당한 탄력성과 표면 및 층내 반응성은 불안정한 양성자 및 루이스 염기 기능에 의존하는 잠재적으로 유용한 촉매를 만든다. 도핑, 양성자화 및 분자 기능화와 같은 변형은 선택성과 성능을 향상시키기 위해 활용될 수 있다.
gCN에 지지된 나노입자 촉매는 양성자 교환막 연료전지 및 물 전기분해 장치 모두를 위해 개발 중이다.
흑연질 탄소 질화물 관심 분야
흑연질 탄소 질화물은 온화한 밴드 갭(2.7 eV), 가시광 흡수 및 유연성과 같은 일부 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 가시광 활용 효율성 저하, 광 생성 전하 캐리어의 높은 재결합률, 낮은 전기 전도도 및 작은 비표면적(<10 m2g−1)으로 인해 실용적인 응용에 대한 한계를 여전히 가지고 있다. 이러한 단점을 개선하기 위한 가장 매력적인 접근법 중 하나는 탄소 나노튜브와 같은 탄소 나노재료로 그래핀 질화 탄소를 도핑하는 것이다. 첫째, 탄소 나노튜브는 넓은 비표면적을 가지므로 전하 캐리어를 분리할 더 많은 위치를 제공하여 전하 캐리어의 재결합률을 감소시키고 환원 반응의 활성을 더욱 증가시킬 수 있다. 둘째, 탄소 나노튜브는 높은 전자 전도 능력을 보여, 가시광 반응, 효율적인 전하 캐리어 분리 및 전달을 통해 그래핀 질화 탄소의 전자적 특성을 향상시킬 수 있다. 셋째, 탄소 나노튜브는 일종의 좁은 밴드 반도체 물질로 간주될 수 있으며, 광증감제로도 알려져 있어 반도체 광촉매 물질의 광 흡수 범위를 확장하여 가시광 활용도를 높일 수 있다.
물의 전기분해
물의 전기분해(영어: Electrolysis of water)는 전기 분해를 통해 물을 산소(O2)와 수소(H2) 가스로 분해하는 데 전기를 사용하는 것이다. 이런 방식으로 방출된 수소 가스는 수소 연료로 사용될 수 있지만, 혼합물이 매우 폭발적이기 때문에 산소와 분리하여 보관해야 한다. 편리한 '탱크'나 '가스통'에 별도로 가압된 수소는 수소/산소 불꽃이 약 2,800°C에 도달할 수 있으므로 산수소 용접 및 기타 용도에 사용될 수 있다.
물의 전기분해는 최소 전위차 1.23 볼트를 필요로 하지만, 이 전압에서도 외부 열이 필요하다. 일반적으로 1.5볼트가 필요하다. 전기 분해는 화석연료로부터 수소를 더 저렴하게 생산할 수 있기 때문에 산업 응용 분야에서는 드물다. 대부분의 경우, 수소는 메테인(CH4)을 수증기 개질을 통해 이산화 탄소(CO2)와 수소(H2)로 분해하여 만들어진다. 이는 탄소 집약적인 공정으로, 1킬로그램의 "회색" 수소를 생산할 때 약 10킬로그램의 CO2가 대기 중으로 배출된다는 것을 의미한다.