• The Korean Journal of Ceramics
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• v.4 no.2
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• pp.68-71
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• 1998

The effect of Mn and Nb additions on the electrical properties of BaTiO$_3$ has been studied by means of equilibrium electrical conductivity as a function of temperature, oxygen partial pressure(Po$_2$) and composition. If the manganese ion is added to the normal Ti site, i.e. BaTi$_{1-x}Mn_xO_{\delta-6}$, the equilibrium conductivity shows strong evidence of acceptor-doped behavior. The conductivity minimum, corresponding to the transition from oxygen excess, p-type behavior to oxygen deficient, n-type behavior with decreasing Po$_2$, is displaced to lower Po$_2$ and is broadened and flattened. The partial replacement of Mn ion with Nb decreases the acceptor-doped effect and the total replacement exhibits a typical donor-doped behavior. It was confirmed that unlike undoped or other acceptor-doped behavior. It was confirmed that unlike undoped or other acceptor-doped samples, for the p-type region, the electrical conductivity follows the 1/6th power dependence of oxygen partial pressure.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.24 no.2
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• pp.91-100
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• 1980

A formula for calculation of the magnetic moments for octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes with axial symmetry has been developed and the magnetic moments for these complexes are calculated, using the experimental values of the distortion parameters$({\delta})$, spin-orbit coupling constants and orbital reduction factors. The calculated magnetic moments for axially distorted octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes are in resonable agreement with the experimental valuest It is found that the calculated magnetic moments decrease as the extent of axial distortion increases and the orbital reduction factor decreases. A calculation method of the magnetic moments for octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes which are in a ligand field of lower than axial symmetry has also been developed and the structure of distorted octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes are discussed on the basis of the of the calculated magnetic moments.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.108-108
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• 2000

급증하는 무선통신 정보수요는 특히, 고주파대역 (300NHz-300GHz)에서 사용되는 공진기, 필터, 발진기 등과 같은 소자의 품질향상을 요구하고 있다. 고주파용 유전체 중 ZrTiO4 는 $\alpha$-PbO2 계열의 사방정구조를 갖고 있는 유전체로서 높은 유전율 ($\varepsilon$=40)과 높은 품질계수 (Q=1/tan$\delta$=4700 at 7GHz)를 갖고 있고, Sn 첨가시 0ppm/$^{\circ}C$의 공진주파수 온도계수를 얻을 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 약 110$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 상으로 존재하는 ZrTiO4를 저온에서 증착하여 준안정한 상태로 결정화되게 한후, 유전손실 (tan$\delta$)과 유전율($\varepsilon$)을 측정하였다. 또한 증착온도와 열처리과정에 따른 박막의 us형 (Strain) 정도의 변화를 X-선 회절결과로부터 분석하였으며 이를 측정된 유전특성 값과 비교하였다. ZrTiO4 박막은 DC magnetron reactive sputter로 Zr과 Ti 타겟으로부터 high phosphorous doped Si (100) 기판위에 증착하였다. 압력은 4mTorr로 유지하고 박막의 화학양론적 조성비를 맞추기 위해 각 타겟에 가해지는 power는 Zr/Ti=500W/650W로 고정하고, 반응가스의 비율을 Ar/O2=17sccm/3.5sccm으로 유지하여 박막내에 인입되는 산소량을 제어하였다. 증착 직후와 열처리 후의 박막특성을 비교하기 위해 증착온도를 상온에서부터 $600^{\circ}C$까지 변호시키고 증착후 각각의 시편을 80$0^{\circ}C$ 산소분위기에서 2시간동안 열처리하여 시편을 준비하였다. 박막의 상형성 여부와 결정성변화는 $ heta$-2$\theta$X-선 회절법을 사용하여 조사하였고, EPMA를 이용하여 박막의 조성을 확인하였다. 유전특성의 측정을 위해 백금 상부전극을 증착한 후, impedance analyzer를 이용하여 100kHz 영역에서의 유전손실을 측정하고, 측정된 정전용량과 박막의 두께로부터 유전율을 계산하였다. ZrTiO4 박막은 증착온도 20$0^{\circ}C$ 이상에서 결정성을 보이기 시작했으며, 열처리 이후에는 상온에서 비정질이었던 시편이 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 결정화되기 시작하였다. 증착온도에 따라 유전손실은 0.038에서 0.017 정도로 감소하는 경향을 나타냈으며, 각각 열처리에 의해서 0.034, 0.005 정도로 다시 감소하였다. 박막의 유전율은 약 35 정도의 값을 나타내었으며 X-선 회절 data로부터 분석한 박막의 변형은 증온도에 따라 7.2%에서 0.04%로 감소하였고 이 이경향은 유전손실은 감소경향과 일치하였다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• v.3 no.3
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• pp.195-198
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• 1997

Post-firing process of electronic ceramic, such as electroding and encapsultion with resin, often causes damage by thermal shock. The thermal shock behavior of $BaTiO_3$ ceramics was investigated by the down-quench test, where the relative strength retained is determined after the sample is quenched from an elevated temperature into a fixed temperature bath. The critical temperature drop, $\DeltaTc$, was evaluated for three kinds of sintered $BaTiO_3$ ceramics, which were formed by extrustioin, uniaxial pressing using granules, and uniaxial pressing using powders. A drastic loss in strength caused by microcracking was observed for the specimens quenched with $\DeltaT\geq150^{\circ}C$. This concentp can be adopted as a method of the quality control by monitoring the sudden drop of the strength of capacitor products after each exposure to heat.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• v.68
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• pp.187-195
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• 2018

$Sr_{0.92}Y_{0.08}Ti_{1-x}Ni_xO_{3-{\delta}}$ (SYTN) was investigated in the presence of $H_2S$ containing fuels to assess the feasibility of employing oxide materials as alternative anodes. Aliovalent substitution of $Ni^{2+}$ into $Ti^{4+}$ increased the ionic conductivity of perovskite, leading to improved electrochemical performance of the SYTN anode. The maximum power densities were 32.4 and $45.3mW/cm^2$ in $H_2$ at $900^{\circ}C$ for the SYT anode and the SYTN anode, respectively. However, the maximum power densities in 300 ppm of $H_2S$ decreased by 7% and by 46% in the SYT and the SYTN anodes, respectively. To enhance the sulfur tolerance and to improve the electrochemical properties, the surface of SYTN anode was modified with samarium doped ceria (SDC) using the sol-gel coating method. For the SDC-modified SYTN anode, the cell performance was mostly recovered in the pure $H_2$ condition after 500-ppm $H_2S$ exposure in contrast to the irreversible cell performance degradation exhibited in the unmodified SYTN anode.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.105-105
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• 2000

현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.7
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• pp.672-677
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• 2001

Ca$_{1-x}$Nd$_{2+x}$3/TiO$_3$계에 대하여 소결 온도 변화(120$0^{\circ}C$-140$0^{\circ}C$) 및 Nd$^{3+}$ 의 치환량 (0.15$\leq$x$\leq$0.51)에 따른 마이크로파 유전특성을 조사하였다. 동일 조성의 경우 소결 온도 변화에 따라 Qf(Q=1/tan$\delta$, f=frequency)는 밀도 증가에 의해 다소 증가되었으나, 유전상수(K)는 커다란 변화가 없었다. 소결 온도가 동일한 경우 Qf는 x=0.42 조성까지는 증가하였으나, x=0.51 조성에서는 상대 밀도와 결정립 크기의 감소로 인해 감소하였다. Nd$^{3+}$ 의 치환량이 증가함에 따라 A-자리의 평균 이온 반경의 세제곱에 비례하여 유전상수(K)는 감소하였고, 공진주파수의 온도계수(TCF)는 tolerance factor(t)와 A-자리 결합원자가의 감소로 급격히 감소하였으나, 이차상 TiO$_2$의 영향으로 x=0.3 이상에서는 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.07a
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• pp.186.1-189
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• 2001

Ferroelectric $Bi_{4-x}$La$_{x}$Ti$_3$O$_{12}$ (BLT)thin films with various compositions(x=0.65, 0.70, 0.75) were prepared on Pt//Ti/SiO$_2$/Si(100) substrate by metal-organic deposition. The electrical and structural characteristics of BLT thin films were investigated to develop ferroelectric thin films for capacitor layers of FRAM. After spin coating, thin films were annealed at $650^{\circ}C$ for 1hour in oxygen atomosphere. Scanning electron micrographs showed uniform surfaces composed of rod-like grains. The $Bi_{4-x}$La$_{x}$Ti$_3$O$_{12}$ (x=0.70) thin film capacitors with a Pt top electrode showed better ferroelectric properties than other films. At the applied voltage of 5V, the dielectric constant($\varepsilon$$_{r}$), dissipation factor(tan$\delta$),remanent polarization(2Pr), and coercive field(2Ec) of the $Bi_{4-x}$La$_{x}$Ti$_3$O$_{12}$ (x=0.70)thin films were about 272.54, 0.059, 32.4 $\mu$C/cm$^2$, 2Ec=119.9kV/cm. Also the capacitor did not show any significant fatigue up to 4.8$\times$10$^{10}$ read/write switching cycles.hing cycles.s.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.07b
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• pp.861-864
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• 2002

Ferroelectric $Bi_{4-x}Nd_xTi_3O_{12}$(BNdT) thin films with the composition(x=0.75) were prepared on pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) substrate by metal-organic deposition. The electrical and structural characteristics of BNdT thin films were investigated to develop ferroelectric thin films for capacitor layers of FRAM. After spin coating, thin films were annealed at $650^{\circ}C$ for 1hour in oxygen atmosphere. Scanning electron micrographs showed uniform surfaces composed of rod-like grains. The $Bi_{4-x}Nd_xTi_3O_{12}$(X=0.75) thin film capacitors with a Pt top electrode showed better ferroelectric properties. At the applied voltage of 5V, the dielectric constant$(\varepsilon_r)$, dissipation factor$(tan{\delta})$, remanent polarization(2Pr) and nonvolatile swiching charge of the $Bi_{4-x}Nd_xTi_3O_{12}$(x=0.75)thin films were about 346.7, 0.095, $56{\mu}C/cm^2$ and $38{\mu}C/cm^2$ respectively. Also the capacitor did not show any significant fatigue up to $8{\times}10^{10}$ read/write switching cycles at a frequency of 1MHz.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.30 no.4
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• pp.223-228
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• 2017

In this study, in order to develop composition ceramics for refrigeration device application at a temperature of less than $90^{\circ}C$, a $Ba(Ti_{1-x}Zr_x)O_3$ composition was fabricated using a conventional solid-state method. Electrocaloric properties of these ceramics were investigated using the characteristics of P-E hysteresis loops in a wide temperature range from room temperature to $150^{\circ}C$. The Curie temperature of $Ba(Ti_{1-x}Zr_x)O_3$ ceramics decreased with the increase of x. The maximum value of ${\Delta}T=0.07^{\circ}C$ in an ambient temperature of $85^{\circ}C$ under 30 kV/cm appeared when x = 0.125. It was concluded that the composition (x = 0.125) ceramics can be used for refrigeration device applications.