• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.249-249
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• 2009

We have grown large area BSTO($(Ba_{1-x}Sr_x)TiO_3$) thin films (x=0.4) on 2 inch diameter MgO (001) single crystal substrates using a pulse laser deposition(PLD) system. Substrate temperature and oxygen pressure in the deposition chamber, and the laser optics for ablating a target have been controlled to obtain the uniform thickness and preferred orientation of the films. Results of x-ray diffraction and rocking curve analysis revealed that the BSTO films were grown on MgO substrates with a preferred orientation (002), and the full width half maximum of the rocking curve was measured to be 0.86 degree at optimum condition. Roughness of the films have been measured to be $3.42{\AA}$ rms by using atomic force microscopy. We have successfully deposited the large area BSTO thin films of $4000{\AA}$ thickness on 50 mm diameter MgO substrates.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.98-103
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• 2013

The alumina substrates that Ni electrode was printed on and the multi-layered PTCR thermistors of which composition is $(Ba_{0.998}Ce_{0.002})TiO_3+0.001MnCO_3+0.05BN$ were fabricated by a thick film process, and the effect of re-oxidation temperature on their resistivities and resistance jumps were investigated, respectively. Ni electroded alumina substrate and the multi-layered PTC thermistor were sintered at $1150^{\circ}C$ for 2 h under $PO_2=10^{-6}$ Pa and then re-oxidized at $600{\sim}850^{\circ}C$ for 20 min. With increasing the re-oxidation temperature, the room temperature resistivity increased and the resistance jump ($LogR_{290}/R_{25}$) decreased, which seems to be related to the oxidation of Ni electrode. The small sized chip PTC thermistor such as 2012 and 3216 exhibits a nonlinear and rectifying behavior in I-V curve but the large sized chip PTC thermistor such as 4532 and 6532 shows a linear and ohmic behavior. Also, the small sized chip PTC thermistor such as 2012 and 3216 is more dependent on the re-oxidation temperature and easy to be oxidized in comparison with the large sized chip PTC thermistor such as 4532 and 6532. So, the re-oxidation conditions of chip PTC thermistor may be determined by considering the chip size.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.181-181
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• 2007

PTCR 세라믹스를 적층형 부품으로 제조할 경우 소형화, 저 저항화 및 과전류 유입 시 빠른 응답특성을 갖는다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 적층형 부품제조시에는 내부전극재가 부품소자의 물성에 중요한 영향을 미친다. 특히 우수한 옴성 접촉(Ohmic Contact)을 갖는 Zn, Fe, Sn, Ni 등의 적층 PTC용 전극재는 높은 산화특성으로 인해 재산화 과정에서의 비옴성 접촉(Non-ohmic contact)을 갖게 되어 PTC 특성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 적층형 PTCR 세라믹스의 내부전극재와 반도체 세라믹층의 동시소성거동 및 적층 PTCR 세라믹스의 전기적 특성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 내부전극재로는 Ni 전극을 사용하였고, Ni 전극용 paste로는 무공제 paste, 반도체 세라믹공제 paste, $BaTiO_3$ 공제 paste의 3종 전극재가 이용되었다. 적층형 PTCR 세라믹스의 제조공정은 테이프 캐스팅(Tape casting), 내부전극인쇄, 적층 및 동시소성을 포함하는 적층화공정을 적용하였다. 각각의 전극 paste를 적용하여 제조된 chip은 미세구조관찰, I-V특성, R-T특성 등을 평가하여 내부전극내 세라믹공제의 영향을 고찰하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.72-79
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• 2022

Piezoelectric energy harvesting technologies, which can be used to convert the electricity from the mechanical energy, have been developed in order to assist or power the wearable electronics. To realize non-toxic and biocompatible electronics, the lead-free (Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.90Zr_0.10)O₃ (BCTZ) nanoparticles (NPs) are being studied with a great attention as flexible energy harvesting device. Herein, piezoelectric hybrid nanocomposites were fabricated using BCTZ NPs-embedded poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) [P(VDF-TrFE)] matrix to improve the performance of flexible energy harvester. Output performance of the fabricated energy device was investigated by the well-optimized measurement system during the periodically bending and releasing motions. The generated open-circuit voltage and the short-circuit current of the piezoelectric hybrid nanocomposite-based energy harvester reached up to ~15 V and ~1.1 ㎂, respectively; moreover, the instantaneous power of 3.5 ㎼ is determined from load voltage and current at the external load of 20 MΩ. This research is expected to cultivate a new approach to high-performance wearable self-powering electronics.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.412-417
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• 2022

Capacitive-type humidity sensors with a high sensitivity and fast response/recovery times have attracted a great attention in non-contact respiration biological signal monitoring applications. However, complicated fabrication processes involving high-temperature heat treatment for the hygroscopic film is essential in the conventional ceramic-based humidity sensors. In this study, a non-toxic ceramic/metal halide (BaTiO₃(BT)/NaCl) humidity sensor was prepared at room temperature using a solvent-free aerosol deposition process (AD) without any additional process. Currently prepared BT/NaCl humidity sensor shows an excellent sensitivity (245 pF/RH%) and superior response/recovery times (3s/4s) due to the NaCl ionization effect resulting in an immense interfacial polarization. Furthermore, the non-contact respiration signal variation using the BT/NaCl sensor was determined to be over 700% by maintaining the distance of 20 cm between the individual and the sensor. Through the AD-fabricated sensor in this study, we expect to develop a non-contact biological signal monitoring system that can be applied to various fields such as respiratory disease detection and management, infant respiratory signal observation, and touchless skin moisture sensing button.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제41권1호
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• pp.5-19
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• 2008

경주 황남대총 남분에서 출토된 서역계 유리제품의 미세 단편(무색, 녹청색 및 감청색) 36점 각각에 대한 두께, 비중 및 기포 크기를 측정하고, 10종의 주요성분 및 13종의 미량성분 함량 데이터를 사용하여 색깔별로 유리편을 특성화하였다. 주요 성분중에서 MgO와 $K_2O$의 함량은 로마계유리 및 사산계유리를 구별하는 지표가 되는 산화물로서 본 분석을 통하여 황남대총 남분의 유리제품이 어떤 계통인지 분류하였다. 유리편은 모두 소다유리($Na_2O-CaO-SiO_2$)이며 용융제, 안정제 및 발색제의 특성에 따라 뚜렷이 분류되었다. 구성 성분 간의 상관관계가 높은 원소의 조합은 (MgO, $K_2O$), (MnO, CuO) 이었다. 또한 13종(Rb, Sr, Ba, Zr, Cr, Ni, Cs, Pb, Co, Cu, Fe, Mn, Ti)의 미량성분 함량은 색깔별로 무색, 녹청색 및 감청색 유리를 확연히 분류할 수 있어 향후 서역계 유리의 제작 원료 및 제작지를 정교하게 연구하는 데 중요한 원소들임을 알 수 있다. 무색(반투명)유리 : 비중은 $1.50{\pm}0.04$이며 내부에 원형 및 타원형의 기포들이 일정한 방향으로 길게 나열되어 있고 큰 것은 길이가 0.35mm 정도이다. 무색유리는 소다유리이면서 CaO 및 $Al_2O_3$ 농도 각각 5%를 기준으로 보면 HCLA(High CaO, Low $Al_2O_3$)이며 MgO 및 $K_2O$ 농도가 1.5 %이상인 HMK(High MgO, High $K_2O$)이다. 소다의 원료로서 식물 재를 사용하였으며 HMK이므로 사산계유리로 판단된다. 무색유리에서 착색제로 작용하는 성분의 총합은 1 %이하로서 그 값이 적어 유리의 색상에 관여도가 매우 적다고 할 수 있다. 녹청색(반투명)유리 : 비중 $1.58{\pm}0.06$이며 내부에 0.1~0.2mm 정도의 작은 기포가 분포하고 있다. 소다유리로서 HCLA이며 HMK로 분류된다. 따라서 이 녹청색 유리도 소다의 원료로서 식물 재를 사용한 것으로 생각되며 사산계유리로 판단된다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 4%이며 MnO, $Fe_2O_3$ 및 CuO의 작용에 의한 것이다. 감청색유리 : 비중 $1.48{\pm}0.19$이며 내부에 기포가 거의 없다. 이 유리는 HCLA이며 LMK(Low MgO, Low $K_2O$)로 분류된다. 이 감청색 유리는 소다의 원료로서 광물(natron)을 사용한 것으로 로마계유리의 특성을 잘 나타낸 제품이다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 3%로서 $Fe_2O_3$, CuO 및 Co가 그 역할을 한 것으로 보인다. 국내에서 출토된 서역계 유리제품이 실크로드를 경유해 동아시아로 유입되고 어떻게 한국 남부에 까지 오게 되었는지, 그 제작지는 어디인지에 대한 논의가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 황남대총의 유리제품을 물리 및 화학적으로 특성화한 결과이며 향후 국내 또는 국외에 있는 서역계 유리제품의 제작지 및 유통경위를 추적할 수 있는 과학적 지표가 될 것이다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권3호
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• pp.158-165
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• 2010

This study reviewed terahertz technologies of time domain spectroscopy, T-ray imaging, and high rate wireless data transfer. The main topics of the terahertz research area were investigation of materials and package modules for terahertz wave generation and detection, and setup of the terahertz system for time domain spectroscopy(TDS), T-ray imaging and sub-THz wireless communication. In addition to Poly-GaAs film as a photoconductive switching antenna material, a table-top scale for the THz-TDS/imaging system and terahertz continuous wave(CW) generation systems for sub-THz data transfer and narrow band T-ray imaging were designed. Dielectric properties of ferroelectric BSTO($Ba_xSr_{1-x}TiO_3$) films and chalcogenide glass systems were characterized with the THz-TDS system at the THz frequency range. Package modules for terahertz wave transmitter/receiver(Tx/Rx) photoconductive antenna were developed.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권5호
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• pp.475-483
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• 2012

High capacitance X5R MLCCs based on $BaTiO_3$ ceramic dielectric layers exhibit a single broad, asymmetric arc shape impedance and modulus response over the wide frequency range between 1 MHz to 0.01 Hz. Analysis according to the conventional brick-layer model for polycrystalline conductors employing a series connection of multiple RC parallel circuits leads to parameters associated with large errors and of little physical significance. A new parametric impedance model is shown to satisfactorily describe the experimental spectra, which is a parallel network of one resistor R representing the DC conductivity thermally activated by 1.32 eV, one ideal capacitor C exactly representing bulk capacitance, and a constant phase element (CPE) Q with complex capacitance $A(i{\omega})^{{\alpha}-1}$ with ${\alpha}$ close to 2/3 and A thermally activated by 0.45 eV or ca. 1/3 of activation energy of DC conductivity. The feature strongly indicate the CK1 model by J. R. Macdonald, where the CPE with 2/3 power-law exponent represents the polarization effects originating from mobile charge carriers. The CPE term is suggested to be directly related to the trapping of the electronic charge carriers and indirectly related to the ionic defects responsible for the insulation resistance degradation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.