• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.129-133
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• 2016

$MnO_2$ was added to the $0.95(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-0.05CaTiO_3$ (NKN-CT) ceramics in order to promote the densification and improve the poling efficiency by increasing the resistance of the specimens. Densification and abnormal grain growth occurred in the $MnO_2$-added NKN-CT ceramics sintered at $1020^{\circ}C$, indicating that $MnO_2$ assisted the liquid-phase sintering of these materials. $Mn^{3+}$ ions were considered to enter the A-site of the matrix, thereby producing the free electrons, which interacted with the holes resulting from the evaporation of alkali ions. This interaction results in an increase in the resistance of the specimens. The increased resistance improved the poling efficiency and, hence, the dielectric and piezoelectric properties of the NKN-CT ceramics. A few of the $Mn^{3+}$ ions that entered the B-site of the NKN-CT matrix led to a slight increase in the mechanical quality factor.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.171-174
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• 2002

The barium strontium titannate (BST) thin films were etched in $CF_{4}/Ar$ inductively coupled plasma (ICP). The high etch rate obtained at a $CF_{4}(20%)/Ar(80%)$ and the etch rate in pure argon was twice higher than that in pure $CF_{4}$. This indicated that BST etching is sputter dominant process. It is impossible to avoid plasma-induced damages by the energetic particles in the plasma and the nonvolatile etch products. The plasma damages were evaluated in terms of leakage current density, residues on the etched sample, and the changes of roughness. After the BST thin films exposed in the plasma, the leakage current density and roughness increases. In addition, there are appeared a nonvolatile etch byproductsand from the result of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). After annealing at ${600^{\circ}C}$ for 10 min in $O_{2}$ ambient, the increased leakage current density, roughness and nonvolatile etch byproducts reduced. From the this results, the plasma induced damage recovered by annealing process owing to the relaxation of lattice mismatches by Ar ions and the desorption of metal fluorides in high temperature.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.22-23
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• 2002

Titanium은 높은 강도, 낮은 밀도, 부식에 대한 저항 등, 타 금속에 비해 월등히 뛰어난 성질을 가지고 있기 때문에 산업 전반에 거쳐 그 응용이 크게 증가하고 있으며, 특히 고온에서의 응용이 중요성을 띠게 됨에 따라 고온으로의 상전이 관계에 따른 구조적 규명이 필요하다. 순수한 titanium은 상온에서 조밀충진 육방정계의 α-상구조(a=2.953Å, c=4.683 Å, P6₃/mmc)를 이루고 있으나, 대략 880℃ 이상에서는 β-상의 체심입방정계 (a=3.320Å, Im3m)로 상전이가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 대한 대부분의 연구가 kinetics와 thermodynamics에 관련되어 있으며, TEM을 이용한 직접가열실험은 거의 전무한 상태이다. 본 실험에서는 TEM 직접가열을 통하여 titanium의 고온에서의 상전이와 가열시 발생할 수 있는 산화층 형성을 연구하였다. TEM 시편은 순도 99.94％의 titanium foil(Alfa Aesar, ＃00360, 0.025mm thick)를 이용하였고, 분석 장비로는 에너지여과 기능이 있는 TEM(EM912 Omega, Carl Zeiss)과 Gatan사의 double-tilt heating holder를 사용하였다. Titanium의 상전이를 관찰하기 위해 900℃ 까지 분당 10℃ 의 속도로 가열을 하였다. 통계적 분석 오차를 줄이기 위해 서로 다른 4군데의 관찰영역을 선택하여, 상온 - 600℃ - 900℃ - 상온의 단계별로 회절패턴을 관찰 및 기록하였고, 발생 가능한 산화에 대해서는 동일한 장비를 사용하여 EDS 분석을 하였다. 상온에서의 서로 다른 영역의 회절패턴들은 결함의 존재에 상관없이, 온도가 증가함에 따라 그 결함수가 증가하게 된다. 특히 600℃ 에서는 쌍정과 관련된 회절점들이 본래의 회절점 주위에 형성되어있지만, 각 면들의 격자상수의 변화는 나타나지 않았다. 그러나 900℃ 에서는 쌍정에 의한 회절점의 수가 증가하며, 회절점 사이에 발달한 뚜렷한 막대모양의 강도분포와 격자상수의 변화를 관찰할 수 있었다. 다시 상온으로 냉각시킨 후 관찰한 각각의 회절패턴에서는 격자 상수의 감소와 함께 900℃에 보여진 막대 모양의 강도분포와 쌍정에 의한 회절점들이 여전히 남아있었다. EDS분석 결과 가열 실험을 통해 시편이 열적 산화가 되어 있음을 확인 할 수 있었다. 순수한 titanium의 α-상에서 β-상으로의 상전이를 파악할 수 있는 격자상수의 변화자체는 매우 작은 값이기 때문에 상온과 900℃ 에서 기록된 전자회절패턴 상에서의 면간거리와 면간각도의 측정만으로는 상전이 여부를 명확히 구별할 수 없었다. 그러나, 결함에 의한 상변화가 900℃ 에서 심하게 관찰되어지는 것은 상전이와 관계가 있는 것으로 볼 수 있다. 고온에서 상온으로의 가역적 반응을 관찰할 수 없었던 이유는 열적산화로 생긴 산화층의 산소원자들이 고온의 상전이 과정 중에 Ti 원자와 반응이 일어나 TiO/sub X/ 구조로 전이되었기 때문으로 추정하고 있다.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.858-868
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• 1992

0.085Ba(LaS11/2TNbS11/2T)OS13T-0.915Pb(ZrS1yTTiS11-yT)OS13T (0.45$\leq$y$\leq$0.65) transparent electrooptic ceramics were fabricated by two-stage sintering method. The structural, ferroelectric and electrooptic properties were investigated varying composition and second sintering time. Also the possibility of application to electrooptic device was studied. If we increase the PbZrOS13T contents, dielectric constants were increased and Curie temperature was decreased. In the composition of 0.55[mol] PbZrOS13T, electromechanical coupling factor and piezoelectric charge constant were the highest values of 43[%] and 173x10S0-12T[C/N], respectively. Mechanical quality factors were decreased with the increasing PbZrOS13T contents. Light transmittance was increased with wavelength when measured from 300[nm] to 900[nm], and with PbZrOS13T contents in the range of 0.50[mol]-0.65[mol], and had the highest value of 67[%] in the composition of 0.65[mol] PbZrOS13T. From the results of ferroelectric hysteresis loop and transmitted light intensity with electric field, the specimens with compositions of 0.65,0.60,0.55[mol] PbZrOS13T were applicable to electrooptic memory device and those with compositions of 0.50,0.45[mol] PbZrOS13T were applicable to linear electrooptic device.

• 한국재료학회지
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• 제29권8호
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• pp.469-476
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• 2019

A lead-free bulk ceramic having a chemical formula $Ba_{0.8}Ca_{0.2}(Ti_{0.8}Zr_{0.1}Ce_{0.1})O_3$ (further termed as BCTZCO) is synthesized using mixed oxide route. The structural, dielectric, impedance, and conductivity properties, as well as the modulus of the synthesized sample are discussed in the present work. Analysis of X-ray diffraction data obtained at room temperature reveals the existence of some impurity phases. The natural surface morphology shows close packing of grains with few voids. Attempts have been made to study the (a) effect of microstructures containing grains, grain boundaries, and electrodes on impedance and capacitive characteristics, (b) relationship between properties and crystal structure, and (c) nature of the relaxation mechanism of the prepared samples. The relationship between the structure and physical properties is established. The frequency and temperature dependence of the dielectric properties reveal that this complex system has a high dielectric constant and low tangent loss. An analysis of impedance and related parameters illuminates the contributions of grains. The activation energy is determined for only the high temperature region in the temperature dependent AC conductivity graph. Deviation from the Debye behavior is seen in the Nyquist plot at different temperatures. The relaxation mechanism and the electrical transport properties in the sample are investigated with the help of various spectroscopic (i.e., dielectric, modulus, and impedance) techniques. This lead free sample will serve as a base for device engineering.

• 한국환경과학회지
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• 제26권1호
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• pp.67-78
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• 2017

Combustion of ethanol (EtOH) at low temperatures has been studied using titania- and silica-supported platinum nanocrystallites with different sizes in a wide range of 1~25 nm, to see if EtOH can be used as a clean, alternative fuel, i.e., one that does not emit sulfur oxides, fine particulates and nitrogen oxides, and if the combustion flue gas can be used for directly heating the interior of greenhouses. The results of $H_2-N_2O$ titration on the supported Pt catalysts with no calcination indicate a metal dispersion of $0.97{\pm}0.1$, corresponding to ca. 1.2 nm, while the calcination of 0.65% $Pt/SiO_2$ at 600 and $900^{\circ}C$ gives the respective sizes of 13.7 and 24.6 nm when using X-ray diffraction technique, as expected. A comparison of EtOH combustion using $Pt/TiO_2$ and $Pt/SiO_2$ catalysts with the same metal content, dispersion and nanoparticle size discloses that the former is better at all temperatures up to $200^{\circ}C$, suggesting that some acid sites can play a role for the combustion. There is a noticeable difference in the combustion characteristics of EtOH at $80{\sim}200^{\circ}C$ between samples of 0.65% $Pt/SiO_2$ consisting of different metal particle sizes; the catalyst with larger platinum nanoparticles shows higher intrinsic activity. Besides the formation of $CO_2$, low-temperature combustion of EtOH can lead to many other pathways that generate undesired byproducts, such as formaldehyde, acetaldehyde, acetic acid, diethyl ether, and ethylene, depending strongly on the catalyst and reaction conditions. A 0.65% $Pt/SiO_2$ catalyst with a Pt crystallite size of 24.6 nm shows stable performances in EtOH combustion at $120^{\circ}C$ even for 12 h, regardless of the space velocity allowed.

• 한국자기학회지
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• 제7권1호
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• pp.25-30
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• 1997

치환형 Ba-ferrite의 수소환원 거동은 순수한 Ba-ferrite와는 다르게 나타났다. 환원온도 250 .deg. C에서 520 .deg. C의 범위에서 치환형 Ba-ferrite의 보자력은 증가하다가 다시 감소하는 반면에 순수한 Ba-ferrite는 계속 감소 하였다. 치환형 Ba-ferrite의 환원과정은 환원되는 정도에 따라 3단계로 나뉘어진다. 1과 2단계에서 Ba-ferrite의 구조는 그대로 유지를 하지만 자기적 성질은 다르게 나타났다. 1단계에서 보자력은 증가하고 산화처리시 가역적이지만, 2단계에서는 보자력이 더욱 증가하고 산화처리시 비가역적이었다. 그러나 3단계에서는 Ba-ferrite 구조 자체가 붕괴되어 .alpha. -Fe와 소량의 BaFe $O_{3-x}$의 생성으로 $H_{c}$는 크게 감소하고 포화자화값은 130 emu/g으로 크게 증가하였다. 이 때 보자력 분포도는 크게 넓어지며 입자크기도 감소하였다. 또한 치환이온들은 환원과정에서 Ba-ferrite 구조의 붕괴를 억제하였으며, 2a + 4 $f_{IV}$ , 2b 및 12k 자리의 치환이온들이 4 $f_{VI}$ 와 12k'의 자리로 이동함을 확인하였다. 따라서 1과 2단계에서의 보자력 증가원인은 치환이온의 자리이동에 따른 고보자력 상의 생성 때문이었다.

• 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.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권1호
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• pp.64-71
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• 2012

The characteristics of high heat input (342kJ/cm) EG (Electro Gas Arc) welded joint of EH36-TM steel has been investigated. The weld metal microstructure consisted of fine acicular ferrite (AF), a little volume of polygonal ferrite (PF) and grain boundary ferrite (GBF). Charpy impact test results of the weld metal and heat affected zone (HAZ) met the requirement of classification rule (Min. 34J at $-20^{\circ}C$). In order to evaluate the relationship between the impact toughness property and the grain size of HAZ, the austenite grain size of HAZ was measured. The prior austenite grain size in Fusion line (F.L+0.1 mm) was about $350{\mu}m$. The grain size in F.L+1.5 mm was measured to be less than $30{\mu}m$ and this region was identified as being included in FGHAZ(Fine Grain HAZ). It is seen that as the austenite grain size decreases, the size of GBF, FSP (Ferrite Side Plate) become smaller and the impact toughness of HAZ increases. Therefore, the CGHAZ was considered to be area up to 1.3mm away from the fusion line. Results of TEM replica analysis for a welded joint implied that very small size ($0.8\sim1.2{\mu}m$) oxygen inclusions played a role of forming fine acicular ferrite in the weld metal. A large amount of (Ti, Mn, Al)xOy oxygen inclusions dispersed, and oxides density was measured to be 4,600-5,300 (ea/mm2). During the welding thermal cycle, the area near a fusion line was reheated to temperature exceeding $1400^{\circ}C$. However, the nitrides and carbides were not completely dissolved near the fusion line because of rapid heating and cooling rate. Instead, they might grow during the cooling process. TiC precipitates of about 50 ~ 100nm size dispersed near the fusion line.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.