• 제목/요약/키워드: 강유전체

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강유전체 박막의 특성에 따른 Quasi-MFISFET 소자의 특성 (Characteristics of Quasi-MFISFET Device with Various Ferroelectric Thin Films)

  • 이국표;윤영섭;강성준
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권3호
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    • pp.166-173
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    • 2001
  • PLZT(10/30/70), PLT(10) 및 PZT(30/70) 와 같은 강유전체 박막의 이력곡선을 field-dependent polarization 모델을 이용하여 시뮬레이션하고, 측정한 실험적 결과와 비교, 분석하였다. PZT(30/70) 박막의 경우, 5V 이상의 인가전압에서 분극의 포화현상이 둔감하게 나타나고 시뮬레이션 값과의 차이도 심해 강유전체 분극이 순수한 dipole 외에도 다양한 전하의 영향을 받아 형성된다는 사실을 알 수 있다. 또, quasi-MFISFET 소자의 드레인 전류는 field-dependent polarization 모델의 강유전체 이력곡선에서 얻은 파라미터를 square-law FET 모델에 적용시켜 효과적으로 추출하였고, 모델링 결과는 실험값과 유사하였다. 그리고, quasi-MFISFET 소자의 gate 에 -10V의 'write' 전압을 인가한 상태에서 PZT(30/70) 박막을 사용한 경우, PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막 보다 빨리 채널이 형성되었는데, 그 원인은 강유전체 박막에 따른 retention 특성에서 PZT(30/70) 박막의 분극 감소가 PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막의 분극 감소 보다 약 3∼4 배 이상 크다는 점에서 찾을 수 있다.

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강유전체의 Tunable RF회로 및 시스템 응용

  • 김정필
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제16권4호
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    • pp.76-83
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    • 2005
  • 다양한 무선서비스를 기반으로 한 광대역 통합망(BcN: Broadband convergence Network) 네트워크 사회로의 진화와 더불어 승가하고 있는 Cognitive Ra-dio 기술에 요구는 모바일 컨버전스(융합) 단말기 (Mobile Convergence Terminal) 개발을 필수적으로 요구하고 있고, 이를 위한 핵심 기술은 Tunable RE 회로 설계 기술이다. 이를 위해서는 고성능, 저가격의 Tunable 소자들의 개발이 급선무이다. 반도체 Varactor와 MEMS 스위치를 이용하는 기술이 보편화내지는 준성숙 단계로 접어들고 있는 상황이지만 강유전체(Ferroelectric)에는 기존 반도체 Varactor와 MEMS 스위치로 얻을 수 없는 특성들을 얻을 수 있다고 알려지면서 이에 대한 관심과 연구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 강유전체의 개요와 특성, 연구 경향, Tunable 소자 및 회로, 더 나아가 시스템 응용에 대하여 살펴보고, 앞으로 해결해야 할 문제점들에 대하여 언급하고자 한다.

(Bi,La)$Ti_3O_12/$ 강유전체 물질을 갖는 전계효과형 트랜지스터의 제작과 특성연구 (Preparation and Properties of Field Effect Transistor with (Bi,La)$Ti_3O_12/$ Ferroelectric Materials)

  • 서강모;조중연;장호정
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.180-180
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    • 2003
  • FRAM (Ferroelectric Random Access Memory)은 DRAM(Dynamic Random Access Memory)in 커패시터 재료을 상유전체 물질에서 강유전체 물질로 대체하여 전원 공급이 차단되어도 정보를 기억할 수 있고, 데이터의 고속처리가 가능하고 저소비전력과 집적화가 뛰어난 차세대 메모리 소자이다. 본 연구에서는 n-Well/P-Si(100) 기판위에 $Y_2$O$_3$ 박막을 중간층 (buffer layer)으로 사용하여 (Bi,La) Ti$_3$O$_{12}$ (BLT) 강유전체 박막을 졸-겔 방법으로 형성하여 MFM(I)S(Metal Ferroelectric Metal (Insulation) Silicon) 구조의 커패시터 및 전계효과형 트랜지스터(Field Effect Transistor) 소자를 제작하였다. 제작된 소자에 대해 형상학적, 전기적 특성을 조사, 분석하였다.

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상전이하는 지능재료에 대한 1차원 연속체 모델링 - 강유전 세라믹 (One-dimensional continuum modeling for phase-transforming intelligent materials - a ferroelectric ceramic)

  • 김상주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1261-1267
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    • 2000
  • 외부에서 자극이 가해질 때 상전이(phase transformations)하는 방식으로 대응하는 재료들이 최근 다양하게 연구되고 있다. 예를 들어 형상기억합금은 주변 온도의 변화에 대응하여 그 형상을 변화시키는데 이 과정은 미시적으로는 격자의 형태가 - 예를 들면 정방형 격자에서 입방형격자로 혹은 그 반대로 - 변화하는 과정이다. 강유전체 역시 외부에서 인가되는 전계의 변화에 대응하여 그 격자구조가 변하는데 그와 함께 기계적 변형이 동반하게 된다. 본 논문에서는 상전이를 하는 재료에 적용될 수 있는 1차원 구성방정식을 강유전체의 예를 들어 제시하고 간단한 계산결과를 보이기로 한다. 본 모델을 확장하여 강유전체에서의 분극역전(polarization reversals)에 대한 3차원 유한요소 모델을 개발하고 응용하려는 시도가 이루어지고 있다.

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페로브스카이트 유전체 세라믹 재료의 발전과 물성 (The development and physical properties of perovskite dielectrics in ceramic material)

  • 이진;홍경진
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권1호
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    • pp.73-79
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    • 1994
  • 페로브스카이트형 강유전체의 활발한 연구는 제2차 세계대전중 미국과 구 소련등에서 TiO$_{2}$ 고체 콘덴서를 개량하던 중에 Ba 이 첨가된 BaTiO$_{3}$를 발견하면서부터 시작되었고, 일본에서는 PbZr$_{0.5}$Ti$_{0.5}$O$_{3}$의 morphotropic phase boundary를 발견하면서부터 이루어졌으며, 그것이 지니는 특성때문에 고체콘덴서, 초전형 적외선 센서, 초음파 발생과 검출기, 압전 점화기 및 표면파필터기 등 여러방면에 실용화 되고 있다. 따라서, 본 보고에서는 지금까지 연구된 페로브스카이트형 강유전체 세라믹 재료의 물성을 소개하고 앞으로의 연구동향 등에 관하여 서술하고자 한다.

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PMN계 완화형 강유전체에서 전왜특성의 온도 의존성 (Temperature Dependence of the Electric-field-induced Strains in PMN-based Relaxor Ferroelectrics)

  • 박재환;홍국선;박순자
    • 한국재료학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.349-356
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    • 1996
  • 완화형 강유전체의 가장 대표적인 PMN계에서 첨가제의 종류와 함량, 측정온도, 인가 전계의형태 등의 변화에 따른 전계인가 변화특성을 광법위하게 조사하였다. Columbite precursor법에의해 분말을 준비하고 고상소결방법에 의하여 모든 시편을 제조하였다. 순수한 PMN에 첨가제로서 PbTiO3와 Pb(Zr, Ti)O3를 첨가한 경우에 완전한 perovskite 구조의 고용체가 형성되었음을 알 수 있었다. T$\varepsilon$max이상에서는 변위의 이력이 크게 발생하는 강유전체의 거동을 보여주었다. 양방향으로 전계를 인가하여 변위를 이용하면 발생 strain은 실온 근방에서 온도에 대하여 안정적이지만 단방향 전계에 따른 변위는 온도에 따라 크기가 변한다는 것을 알 수 있었고 유전상수가 큰 경우가 전왜의 크기 또한 큰 것을 알 수 있었다. 0.9MN-0.1PT와 0.8PMN-0.2PZT의 경우 최대가 되는 온도는 유전율이 최대가 되는 온도보다 더 낮은 온도에서 나타났다.

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광화학적 반응을 이용한 편극 패턴된 강유전체 표면에 금속 나노입자의 증착에 관한 연구 (Growth of Metal Nano-Particles on Polarity Patterned Ferroelectrics by Photochemical Reaction)

  • 박영식;김정훈;양우철
    • 한국진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.300-306
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    • 2011
  • 본 연구는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (0001) 기판에 광화학적 환원반응을 이용하여 금속(Au, Ag) 나노입자를 증착시키고, 금속 입자의 종류와 표면의 극성에 따른 나노입자의 표면 분포를 원자간력현미경(AFM)으로 조사하였다. 전극 인가에 의해 주기적으로 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (periodically polarity-patterned $LiNbO_3$: PPLN)을 기판으로 사용하였으며, PPLN의 각 영역의 편극 방향은 Piezoresponse force microscopy로 확인하였다. 금속(Ag, Au) 나노 입자는 금속이 포함된 수용액에 PPLN 기판을 넣고, 자외선 램프로 30초에서 3분간 노출시켜 광환원 반응으로 기판에 증착시켰다. 시료 성장후, 공기 중에서 AFM을 이용하여 나노입자의 형태, 크기, 및 표면분포를 조사하였다. Ag 입자의 경우, -Z 편극 영역보다 +Z 편극 영역에 크고 밀도가 높은 나노 입자가 증착되었으며, 특히 편극 경계 부분에 가장 큰 Ag 나노입자가 증착되어, 나노선 모양으로 성장됨이 확인되었다. 그러나 Au 입자의 경우는 편극 경계부분에 입자가 증착되는 경향이 없었다. 두 입자 모두 자외선 노출시간이 증가함에 따라, 증착된 나노입자의 크기는 증가하는 경향을 보였다. 이와 같이 증착된 금속 나노입자가 강유전체의 표면편극에 따라 다른 분포로 성장되는 것을 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조 변화, 광전 효과 및 표면의 전기장의 불균일성에 의한 수용액 속의 금속 양이온과 자외선에 의해 생성된 전자와의 광화학적 반응에 대한 모델로 논의할 것이다.

강유전체의 유전이력특성 측정에서의 오차요인 및 보정 (Errors and Their Corrections in the Measurement of Dielectric Hysteresis in Ferroelectrics)

  • 박재환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권7호
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    • pp.667-671
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    • 2001
  • Sawyer-tower 회로를 이용한 강유전 이력곡선의 측정과정에서의 주요 오차 원인을 살펴보고 이에 대한 대안을 제시해 보았다. 강유전체 시편에 존재하는 직류 누설성분에 의해 잔류분극과 항전계는 과대평가될 수 있는 위험성이 항상 있음을 알 수 있었으며 이러한 오차의 보정에 대하여 논의하였다. 또한 강유전 이력곡선의 측정에서 측정하는 시간이 증가되면서 시편의 발열로 인해서 시편의 온도가 증가하게 되어 잔류분극 값과 항전계 값이 감소하는 경향으로 나타남을 관찰하였고, 그 대책을 제안하였다.

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강유전체의 비선형 거동에 대한 1차원 모델링 (One-Dimensional Modeling For Nonlinear Behavior of Ferroelectric Materials)

  • 김상주
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1378-1383
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    • 2003
  • A ferroelectric (called piezoelectric afterwards) wafer has been widely used as a key component of actuators or sensors of a layer type. According to recent researches, the piezoelectric wafer behaves in a nonlinear way under excessive electro-mechanical loadings. In the present paper, one-dimensional constitutive equations for the nonlinear behavior of a piezoelectric wafer are proposed based on the principles of thermodynamics and a simple viscoplasticity theory. The predictions of the developed model are compared with experimental observations.

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