• 센서학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-5
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• 2018

Two-dimensional (2D) niobate-based nanosheets have attracted attention as high-k dielectric materials. We synthesized strontiumsubstituted calcium niobate ($Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$) nanosheets by a two-step cation exchange process from $KCa_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ ceramic. The $K^+$ ions were exchanged with $H^+$ ions, and then H+ ions were exchanged with tetrabutylammonium ($TBA^+$) cations. The $Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ nanosheets were then exfoliated, decreasing the electrostatic interaction between each niobate layer. Furthermore, $Ca_2Nb_3O_{10}$ nanosheets were synthesized in same process for comparison. Each exfoliated nanosheet shows a single-crystal phase and has a lateral size of over 100 nm. The nanosheets were deposited on a $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate by the electrophoretic deposition (EPD) method at 40 V, followed by ultraviolet irradiation of the films in order to remove the remaining $TBA^+$ ions. The $Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ thin film exhibited twice the dielectric permittivity (~60) and lower dielectric loss than $Ca_2Nb_3O_{10}$ thin films.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제24권3호
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• pp.270-276
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• 1987

The microstructure and dielectric properties of a SrTiO3-based GBL (Grain Boundary Layer) capacitor were investigated. The 0.6 mol% Nb2O5 doped SrTiO3 was sintered for 3 hr at 1450$^{\circ}C$ in mixed gas(N2/H2) atmosphere. The Nb2O5 promoted the grain growth of the SrTiO3 ceramics was decreased with the amount of Nb2O5. The oxide mixture(PbO, Bi2O3, B2O3) were painted on the reduced specimen and fired at 1000$^{\circ}C$ to 1100$^{\circ}C$ in air. The penetrated oxide mixture into specimen were located in grain boundaries. A SrTiO3-based GBL capacitor had the apparent permittivity of about 3.0${\times}$104, the dielectric loss of 0.01-0.02, and insulating resistance of 108-109$\Omega$.cm. The capacitor had the stable temperature coefficient of capacitance and exhibited dielectric dispersion over 107 Hz. The capacitance-voltage measurements indicated that the grain boundary was composed of the continuous insulating layers.

• 한국표면공학회지
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• 제50권3호
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• pp.206-211
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• 2017

$BiNbO_4:RE^{3+}$ (RE = Dy, Eu, Sm, Tb) phosphors were prepared by solid-state reaction at $1100^{\circ}C$ and their structural, photoluminescent, and morphological properties were investigated. XRD patterns exhibited that all the synthesized phosphors exhibited a triclinic system with a dominant (210) diffraction peak, irrespective of the type of activator ions. The surface morphologies of rare-earth-ion-doped $BiNbO_4$ phosphors were found to depend strongly on the type of activator ions. The $Eu^{3+}$ and $Dy^{3+}$ doped $BiNbO_4$ phosphors revealed a strong red (613 nm) emission resulting from the $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$ transition of $Eu^{3+}$ and a dominant yellow (575 nm) emission originating from the $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ transition of $Dy^{3+}$ respectively, which were the electric dipole transitions, indicating that the activator ions occupy sites of non-inversion symmetry in the $BiNbO_4$ phosphor. The main reddish-orange emission spectra of $Sm^{3+}$-doped $BiNbO_4$ phosphors were due to the $^4G_{5/2}{\rightarrow}^6H_{7/2}$ (607 nm) magnetic dipole transition, indicating that the $Sm^{3+}$ ions were located at inversion symmetry sites in the $BiNbO_4$ host lattice. As for $Tb^{3+}$-doped phosphors, green emission was obtained under excitation at 353 nm and its CIE chromaticity coordinates were (0.274, 0.376). These results suggest that multicolor emission can be achieved by changing the type of activator ions incorporated into the $BiNbO_4$ host crystal.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.121-128
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• 1996

Floating zone법으로 $LiNbO_3$ 단결정올 육성하는데 있어서 원료분말 합성과 원료봉 소결 과정의 최척의 조건을 설험적으로 조사하였다. 원료분말 합성사 낮은 고상반응 온도(700, $800^{\circ}C$)에서는 미량의 $Li_2CO_3$와 $Nb_2O_5$가 미반응상태로 남아있고, 고상반응 온도가 높을 때 ($1000^{\circ}C$)에는 입자성장이 일어나 후속공정인 원료봉 소결에 악영향을 미침이 확인되었다. $950^{\circ}C$에서 12시간 고상반응시킨 원료분말이 $LiNbO_3$의 결정상을 가지면서 미세한 결정립 크기와 균일한 크기분포를 보여 $950^{\circ}C$, 12시간이 최적의 원료분말 합성조건이었다. 원료봉 소결시 소 결온도가 높아질수록, 또 소결시간이 늘어날수록 치밀도가 증가하고 업자성장 양상이 급격히 증가함을 알 수 었었다. $1100^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결한 원료봉이 치밀하고, 작은 결정립 크기 와 균얼한 크기분포를 나타내어 floating zone법에 의한 $LiNbO_3$ 단결정성장에 가장 적합한 최적 의 소결 조건은 $1100^{\circ}C$, 2시간엄이 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제17권8호
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• pp.442-446
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• 2007

Microwave dielectric properties of $0.85CaWO_4-0.15LnNbO_4$ (Ln = La, Sm) ceramics were investigated as a function of the sintering temperature and $Li_2WO_4$ content from 0.8 wt.% to 1.5 wt.%. A single phase with tetragonal scheelite structure was obtained at a given composition ranges. For the specimens with $Li_2WO_4$, the sintering temperature could be effectively reduced from $1150^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ due to the enhancement of sinterability. Dielectric constant (K) of the specimens with $LaNbO_4$ and $SmNbO_4$ was increased with the increase of sintering temperature and/or $Li_2WO_4$ content. However, K of the specimens with $LaNbO_4$ was higher than that of $SmNbO_4$ due to the larger dielectric polarizability $(\alpha)$ of $LaNbO_4$ ($18.08{\AA}$) than that of $SmNbO_4$ ($16.75{\AA}$). With an increase of $Li_2WO_4$ content, Qf value of the specimens with $SmNbO_4$ was decreased, while that of the specimens with $LaNbO_4$ was increased. Temperature coefficient of resonant frequency (TCF) was increased with the increase of $Li_2WO_4$ content.

• 대한화학회지
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• 제29권3호
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• pp.265-270
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• 1985

희석 파라미터법을 이용한 X-선 형광분광법으로 주석슬랙중 Ta$_2$O$_5$, Nb$_2$O$_5$, SnO$_2$ 및 ZrO$_2$를 정량하였으며 그들의 분석결과를 표준검정곡선법으로 얻은 결과들과 비교하였다. 주석슬랙 시료와 주석슬랙과 비슷한 조성을 갖는 한개의 표준시료를 적당한 희석제(La$_2$O$_3$)로 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4로 각각 희석하였다. 원시료와 희석된 시료의 X-선 세기를 측정하여 희석 파라미터항이 포함된 계산식을 이용하여 함량을 계산하였다. 그 결과 분석값은 표준검정곡선법에 의한 기준값들과 잘 일치하고 있음을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제27권7호
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• pp.934-942
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• 1990

The quarternary system ceramics 0.5[yPb(Zn1/3Nb2/3)O3-(1-y)Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]-0.5[xPbTiO3-(1-x)PbZrO3](PZN-PNN-PT-PZ) was fabricated by the columbite precursor method to obtain a stabilized perovskite structure and by conventional method to evaluate the efficiency of the former methd. Dielectric and piezoelectric properties were investigated and the stability of the perovskite phase was studied as a function of PZN and PT contents and firing temperature. In the samples prepared by the columbite precursor method, the pyrochlore phase, which is detrimental to both the dielectric and piezoelectric properties, was not observed in the absence of PZN, and electric properties were improved even when fabricated at low temperature. By adding PZN, some pyrochlore phase appeared and the morphotropic phase boundary of the samples shifted to more Zr-rich composition. The temperature dependence of piezoelectric constant decreased with the addition of PZN, due to the rising of the Curie point.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1992년도 춘계학술발표회
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• pp.123-123
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• 1992

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.53-58
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• 2006

조화용융조성 $LiNbO_3$ 결정에 외부 전계를 인가하였을 때 초기 도메인 생성 및 이동에 관하여 연구하였다. 0.5mm 두께의 $LiNbO_3$ 결정에 23.5, 22.0, 21.0kV/mm의 전계를 인가하였을 때 도메인 벽은 각각 28.70, 16.02, $5.75{\mu}m/sec$의 속도를 나타내었다. 분극 반전 시스템에 전류 제어를 위한 외부저항으로 $1 M{\Omega}$을 사용하였을 시 너무 빠른 도메인 성장으로 인하여 원활한 분극 반전 제어가 이루어지지 않으므로 $10 M{\Omega}$ 외부저항을 사용하여 전하량을 제어하여 50% duty cycle을 가진 주기적 분극 반전 $LiNbO_3$ 결정을 제작하였다.