Non-Alkali multicomponent $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$ glasses has been designed and analyzed on the basis of a mixture design experiment with constraints. Fitted models for thermal expansion coefficient, glass transition temperature, Young's modulus, Shear modulus and density are as follows: ${\alpha}(/^{\circ}C)=8.41{\times}10^{-8}x_1+5.72{\times}10^{-7}x_2+2.13{\times}10^{-7}x_3+1.09{\times}10^{-7}x_4+1.10{\times}10^{-7}x_5+1.15{\times}10^{-7}x_6+2.72{\times}10^{-8}x_7+2.41{\times}10^{-7}x_8-1.08{\times}10^{-8}x_1x_2+4.28{\times}10^{-8}x_3x_7-2.02{\times}10^{-8}x_3x_8-1.60{\times}10^{-8}x_4x_5-2.71{\times}10^{-9}x_4x_8-2.19{\times}10^{-8}x_5x_6-3.89{\times}10^{-8}x_5x_7$$T_g(^{\circ}C)=7.36x_1+15.35x_2+20.14x_3+8.97x_4+13.85x_5+4.22x_6+28.21x_7-1.44x_8-0.84x_2x_3-0.45x_2x_5-1.64x_2x_7+0.93x_3x_8-1.04x_5x_8-0.48x_6x_8$$E(GPa)=2.04x_1+14.26x_2-1.22x_3-0.80x_4-2.26x_5-1.67x_6-1.27x_7+3.63x_8-0.24x_1x_2-0.07x_2x_8+0.14x_3x_6-0.68x_3x_8+0.29x_4x_5+1.28x_5x_8$$G(GPa)=0.35x_1+1.78x_2+1.35x_3+1.87x_4+9.72x_5+29.16x_6-0.99x_7+3.60x_8-0.48x_1x_6-0.50x_2x_5+0.08x_3x_7-0.66x_3x_8+0.94x_5x_8$${\rho}(g/cm^3)=0.09x_1+0.51x_2-4.94{\times}10^{-3}x_3-0.03x_4+0.45x_5-0.07x_6-0.10x_7+0.07x_8-9.60{\times}10^{-3}x_1x_2-8.20{\times}10^{-3}x_1x_5+2.17{\times}10^{-3}x_3x_7-0.03x_3x_8+0.05x_5x_8$ The optimal glass composition similar to the thermal expansion coefficient of Si based on these fitted models is $65.53SiO_2{\cdot}25.00Al_2O_3{\cdot}5.00La_2O_3{\cdot}2.07ZrO_2{\cdot}0.70MgO{\cdot}1.70SrO$.
Grain boundaries play a major role in determining device performance, particularly of polysilicon-based photodetectors. Through the post-annealing of as-deposited polysilicon and then, the analysis of electric behavior for a metal-polysilicon-metal (MSM) photodetector, we were able to identify the influence of grain boundaries. A modified model of polysilicon grain boundaries in the MSM structure is presented, which uses a crystalline-interfacial layer-SiOx layer- interfacial layer-crystalline system that is similar to the Si-SiO2 system in MOS device. Hydrogen passivation was achieved through a hydrogen ion implantation process and was used to passivate the defects at both interfacial layers. The thin SiOx layer at the grain boundary can enhance the photosensitivity of an MSM photodetector by decreasing the dark current and increasing the light absorption.
비메모리 반도체 미세 Cu배선의 전기적 신뢰성 향상을 위해 SiNx 피복층(capping layer)과 Cu 배선 사이 50 nm 두께의 Co 박막층 삽입이 계면 신뢰성에 미치는 영향을 double-cantilever beam (DCB) 접착력 측정법으로 평가하였다. DCB 평가 결과 SiNx/Cu 구조는 계면접착에너지가 0.90 J/㎡이었으나 SiNx/Co/Cu 구조에서는 9.59 J/㎡으로 SiNx/Cu 구조보다 약 10배 높게 측정되었다. 대기중에서 200℃, 24시간 동안 후속 열처리 진행한 결과 SiNx/Cu 구조는 0.93 J/㎡으로 계면접착에너지의 변화가 거의 없는 것으로 확인되었으나 SiNx/Co/Cu 구조에서는 2.41 J/㎡으로 열처리 전보다 크게 감소한 것을 확인하였다. X-선 광전자 분광법 분석 결과 SiNx/Cu 도금층 사이에 Co를 증착 시킴으로써 SiNx/Co 계면에 CoSi2 반응층이 형성되어 SiNx/Co/Cu 구조의 계면접착에너지가 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 대기중 고온에서 장시간 후속 열처리에 의해 SiNx/Co 계면에 지속적으로 유입된 산소로 인한 Co 산화막 형성이 계면접착에너지 저하의 주요인으로 판단된다.
Pulsed laser deposition(PLD) 박막 증착법을 이용하여 hexagonal $HoMn_{1-x}-Fe_xO_3$(x=0.0, 0.05) 물질을 박막으로 $Pt/Ti/SiO_2/Si$ 기판 위에 증착하였다. 또한 x-ray diffraction(XRD), atomic force microscopy(AFM), scanning electron microscope(SEM), 및 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 통하여 박막의 결정학적 및 미세 구조를 분석하였고, conversion electron $M\"{o}ssbauer$ spectroscopy(CEMS)를 이용하여 자기적 특성에 관해 연구하였다. 결정구조는 hexagonal 구조로써 space group이 $P6_3cm$로 분석되었고, single crystal과는 달리 (110) 방향으로 우선 배향성을 가지고 증착되었다. $HoMn_{0.95}Fe_{0.05}O_3$ 박막의 경우 single crystal과 비교했을 때 hexagonal unit cell의 $c_0$ 축은 일정하나 $a_0$ 축은 다소 감소함으로 분석되었다. 이는 박막 증착에 사용된 $Pt/Ti/SiO_2/Si$ 기판과의 lattice mismatch 때문으로 해석된다. Fe가 미량 치환된 $HoMn_{0.95}Fe_{0.05}O_3$ 박막을 상온에서 CEMS 측정을 수행한 결과, $HoMn_{0.95}^{57}Fe_{0.05}O_3$ 분말의 경우 magnetic $T_N$이 72K 부근이므로, 상온에서 doublet absorption spectrum이 관측되었고, 전기사중극자 분열값(quadrupole splitting; ${\Delta}E_Q$)이 $1.62{\pm}0.01mm/s$로 비교적 큰 값을 가짐을 확인하였다.
졸겔법에 의해서 trimethylborate (TMB)/tetraethylorthosilicate (TEOS) 몰비 0.01, 온도 $800^{\circ}C$에서 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$가 제조되었다. 그리고 제조된 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$와 PDMS[poly(dimethylsiloxane)]로부터 PDMS-$SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 복합막을 제조하고 막의 물리화학적 특성을 TG-DTA, FT-IR, BET, X-ray, SEM에 의해 조사하고 그리고 $H_2$와 $N_2$의 투과도와 선택도를 조사하였다. TG-DTA, BET, X-ray, FT-IR 측정에 의하면 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$는 무정형의 다공성 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$였으며, 기공의 평균직경은 $37.7821{\AA}$, 표면적은 $247.6868m^2/g$이었다. TGA 측정에 의하면 PDMS 내에 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$가 첨가되었을 때 PDMS-$SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 복합막의 열적 안정성은 향상되었다. SEM 관찰에 의하면 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$는 약 $1{\mu}m$ 크기로 PDMS 내에 덩어리 상태로 뭉쳐서 분산되어 있었다. 기체투과실험에 의하면 PDMS 내에 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 함량이 증가하면 $H_2$와 $N_2$의 투과도는 증가하였고, 질소보다 Lenard Jones 분자지름이 작은 $H_2$의 투과도는 $N_2$의 투과도보다 컸으며, 선택도($H_2/N_2$)는 감소하였다.
Dielectric properties of glass-ceramics with fresnoite(Ba2TiSi208) crystals have been investigated in xK20-(33.3-x)BaO-16.7TiO2-50SiO2 ($0{\leq}x{\leq}20mol%$) glasses. The glassy nature was analyzed by differential thermal analyses and glass-ceramics was variable and control table by the processing parameters like time and temperature. Dielectric constant was measured over a temperature from 125K to 425k at frequencies form 100Hz to 1MHz, and laid in the range 16-10. Piezoelectric constant d33 was measured using a YE2703A d33meter and changed from 5.9 to 4.8pCN-1 with x contents. The spontaneous polarization Ps estimated from the hysteresis at ${\pm}1.2kV$ was ${\sim}0.3\;{\mu}C/cm2$ at room temperature.
Photoluminescence (PL) and cathodoluminescence (CL) characteristics of Ce-activated $Y_{2-x}Ce_xSiO_5$ have been investigated as functions of Ce concentration and firing condition. According to the X-ray, PL and CL results, $Y_2SiO_5$ is found to have two phases depending on the firing temperature. For the specimen fired above 127$0^{\circ}C$, the emission band peaked at 395nm with a shoulder at 424 nm under ultraviolet (u.v.) and cathode-ray (c.r.) excitation. However, for the specimen fired below 120$0^{\circ}C$ in air the peak was observed at 424 nm and it shifted to longer wavelength with reduction level. The reduced specimen for x=0.02 showed the brightest emission under u.v. excitation whereas under c.r. excitation the brightest emission was observed for the reduced specimen for x=0.06.
본 연구는 건식제련법으로 폐 PCB를 처리하는 공정에서 슬래그 중 Ni의 용해거동에 대한 기초연구로서, CaO-$SiO_2-Al_2O_3$-MgO계 슬래그와 Cu-5 wt%Ni합금 사이의 Ni 분배거동을 1623~1823 K의 $CO_2$-CO 분위기 중에서 조사하였다. 평형산소분압이 증가할수록 Ni의 분배비는 선형적으로 증가하였으며, 이 결과로부터 Ni의 슬래그 중 용해반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다. $$Ni(l)_{metal}+\frac{1}{2}O_2(g)NiO(l)_{slag}$$ 슬래그 중 염기성 산화물(CaO와 MgO)의 농도가 증가할수록 Ni의 분배비는 선형적으로 증가하였다. 그러나 반응 온도가 높을수록 Ni의 분배비는 선형적으로 감소하였다. 이러한 결과로부터 Ni의 분배비에 미치는 실험변수의 영향을 다중 회귀분석하여 다음과 같은 경험식을 얻었다. $${\log}L_{Ni}=0.4000{\log}P_{O2}-5.1{\times}10^{-4}T+0.3375\(\frac{X_{CaO}+X_{MgO}}{X_{SiO2}}\)$$
용매제로서 polypropanediol을 사용한 sol-gel법으로, La의 함량을 1, 2, 5, 7 ㏖%로 변화시킨 PLZT(x/50/50) 박막을 제조하고 La 함량에 따른 유전특성의 변화를 연구하였다. 제조한 sol을 사용하여 $Pt/Ti/SiO_2$/Si 위에 10회 코팅한 후, 560~$600^{\circ}C$까지 10분간 열처리하여 600nm 두께의 박막을 얻을 수 있었다 $560^{\circ}C$ 이상에서는 조성에 관계없이 perovskite 단일 상만이 나타났고, La 함량이 증가함에 따라 입자 크기가 증가하였다. 모든 조성의 박막에서 열처리 온도가 증가함에 따라 유전상수 및 잔류분극 값이 증가되었으며 $600^{\circ}C$에서 열처리한 박막이 가장 우수한 유전 특성을 나타내었다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 박막에서 La함량이 증가함에 따라 잔류분극, 항전계, 유전상수 모두 감소하였다.
본 연구의 목적은 기존의 $Zn_2SiO_4:Mn$형광체에 새로운 co-dopant를 첨가하여 발광특성을 향상시키는 것이다. co-dopant로서 선정한 Mg와 Cr이온들은 Zn자리를 치환하는 것으로 알려져 있으며 실제로 co-doping 시 각각 발광휘도와 decay time을 개선시키는 효과를 거두었다. $Zn_2SiO_4:Mn$에 Mg와 Cr이온들이 co-doping될 시에는 lattice 및 $Mn^{2+}$의 에너지 준위를 변화시키는 것으로 추정되어 발광휘도 및 decay time의 변화를 일으키는 것으로 해석된다. 특히 이 원소들은 발광과정에 긍정정인 영향을 끼쳐 Mg는 발광휘도를 중가시키고 Cr은 decay time을 감소시키는 결과를 얻었다. $Zn_2SiO_4:Mn,\;Mg$ 형광체의 발광휘도 개선은 DV-X${\alpha}$ embedded cluster 계산방법으로 설명할 수 있었고 반면에 $Zn_2SiO_4:Mn,\;Cr$ 형광체가 decay time을 줄이는 원인은 Mn이온과 Cr이온사이에 energy transfer가 일어나 발생되는 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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