Abstract
The $BaTiO_3$ powders and thin films were prepared by an alkoxide modified sol-gel process (polymerization-complex route) using ethylene glycol. The stable starting (Ba-Ti)-mixed metal organic sol was made by addition of acetylacetone. The $BaTiO_3$ powders, which had a particle size of 40~77 nm, were crystallized from an amorphous to a tetragonal phase on annealing at 700 and $1100^{\circ}C$ for 1 h. From FT-IR, solid-state $^{13}C$ CP/MAS NMR spectroscopy and X-ray diffractometry, the trace of the Ba-Ti-oxycarbonate phase first appeared at $400^{\circ}C$. Hydrolyzed sol was spin coated on a quartz wafer at 3500 rpm for 60 s and pyrolyzed at $1100^{\circ}C$ for 1 h. After heat treatment, the coated layer became dense and smooth.
Ethylene glycol의 polymerization-complex route를 통한 졸-겔 합성법으로 안정하고 균일한 barium titanate 분말 및 박막을 제조하였다. 출발 용액으로 킬레이팅 리간드인 acetylacetone을 barium과 titanium 용액에 치환시켜 합성한 복합 산화물 졸 용액을 사용했을 때 박막을 만들 수 있었다. 졸 용액의 입자 분포도는 안정한 gaussian 분포를 보였으며, $1100^{\circ}C$에서 열처리한 겔 분말의 입자 크기는 40~77 nm이었다. 열분석 및 FT-IR, $^{13}C$ CP/MAS NMR 스펙트라와 XRD 결과로부터 (Ba-Ti)-oxycarbonate 중간상을 거쳐 $BaTiO_3$ 분말이 형성됨을 알 수 있었다. Quartz에 스핀 코팅으로 제조한 박막은 치밀하고 균열 없는 미세 조직을 보였다. $1100^{\circ}C$에서 열처리한 박막 표면의 입자 크기는 220 nm였으며 치밀한 입자 성장을 관찰할 수 있었다.
