• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권5호
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• pp.301-313
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• 2021

본 논문은 대학 연구실과 산업현장에서 강유전 압전 분야 연구를 갓 시작한 이들이 압전 소재의 특성에 대한 기초적, 이론적 개념에 대해서는 각종 교과서와 논문을 통해 쉽게 접할 수 있는 반면, 그 특성들이 실제로 어떻게 측정되고 평가되는 지에 대한 정보를 얻기가 힘들다는 점에 착안하여 압전 분야 입문자가 관련 측정 기술을 보다 쉽게 이해하고 접근할 수 있도록 돕는 것을 목적으로 한다. 기초 유전 물성인 임피던스에 기반한 유전상수와 유전손실 측정법을 시작으로 압전상수, 전기기계결합계수, 품질계수 및 측정 방법에 대해 논의하고, 강유전성을 대표하는 전계에 따른 분극 변화 측정법에 대해 기술하였다. 본 논문에서는 이미 표준화되어 있는 측정법들을 소개하고 있지만, 이를 숙지하고 응용한다면 보다 도전적이고 창의적인 측정법을 도출할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권8호
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• pp.742-749
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• 2002

R. F. magnetron sputtering법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 $Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_3$ target을 사용하여 박막을 제조하였다. Interlayer(PbO, $TiO_2$, PbO/$TiO_2$)층을 삽입함으로써 박막의 결정성을 향상시켰고, 박막의 기판온도도 상당히 낮출 수 있었다. 순수한 PZT에 비하여 interlayer를 삽입한 PZT는 높은 유전상수과 낮은 유전손실 및 높은 누설전류를 가지는 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 이러한 PZT 박막과 interlayer 층은 증착온도에서 서로 반응하여 하나의 고용체를 이루지 않고, 각각 독립적인 층으로 존재함을 XPS 분석을 통해 확인하였다. 여러 interlayer중 특히 PbO/$TiO_2$는 우수한 유전특성(${\varepsilon}_r$=414.94, tan${\delta}$=0.0241, Pr=22${\mu}C/cm^2$)을 나타내었고 가장 효과적인 seed로써의 역할을 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.307-307
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• 2007

압전액츄에이터 및 초음파진동자는 전자제품의 소형화 및 경량화, 의료기기, 모바일기기 및 소형로붓의 발전에 힘입어 그 활용범위가 넓게 확장되고 있다. 1960년 Smolenski등에 의해 $A(B_1,B_2)O_3$형 복합 페로브스카이트 구조를 갖는 강유전성 세라믹스에 대한 연구가 시작된 이래 $Pb(Co,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Zn,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Mg,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$ 등 3성분계 세라믹스의 유전, 압전 및 강유전 특성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 압전성이 우수한 세라믹스들은 Pb가 포함되어 있기 때문에 $1000^{\circ}C$ 이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 환경오염뿐만 아니라, 경제적인 측면에서도 많은 문제점을 가지고 있다. 소결조제를 이용한 산화물 첨가법은 PbO의 휘발을 억제하는 저온소결 방법중 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 적층형 압전액츄에이터로 사용하기위한 저온소결 압전세라믹스를 개발하기 위하여 PZN-PZT세라믹스에 $Li_2CO_3$, $Bi_2O_3$, CuO 를 소결조제로 사용하여 $Li_2CO_3$의 첨가량 변화에 따른 압전 및 유전 특성을 관찰하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.86-88
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• 2004

본 연구에서는 고주파 이동통신 기기용 칩형 세라믹 안테나의 사용을 위한 저유전율 및 저온동시소성이 가능한 CaO-B2O3-SiO2계 유리를 제조하고자 하였다. 제조된 CaO-B2O3-SiO2계 유리는 열분석을 통하여 낮은 연화온도를 갖는 안정한 유리조성을 선정하였다. 유리분말을 이용하여 성형된 샘플은 소결온도에 따른 특성을 조사하였다. 소결온도변화에 따라 유전율(${\epsilon}_r$)은 4-4.5값을 나타냈으며, 유전손실(tan$\delta$)은 <$0.1\%$ 보였으나, 품질계수(Q$\times$f)는 큰 변화폭을 보였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권2호
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• pp.132-137
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• 1996

Pb(Zr$_{x}$Ti$_{1-x}$ )O$_{3}$ solutions prepared by sol-gel processing with different Zr/Ti ratio were coated on Pt/SiO$_{2}$/Si substrates using spin coating method. Coated films were annealed by rapid thermal annealing at 650.deg. C for 20sec to fabricate Pb(Zr, Ti)O$_{3}$ ferroelectric thin films. Electrical properties of the films such as dielectric constant and loss, ferroelectric hysteresis, fatigue, switching time, and leakage current were measured. Hysteresis of the films with different Zr/Ti ratio yield Pr ranging 10-21.mu.C/cm$^{2}$, E$_{c}$ ranging 37.5-137.5kV/cm. Hysteresis curve was changed from square-type to slim type according to increasing Zr contents. Switching time was faster than 180ns, and leakage current was about 20.mu.A/cm$^{2}$. The film underwent above 10$^{8}$ cycles of reversed polarization showed fatigue with increased coercive field and decreased remnant polarization.tion.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권8호
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• pp.836-850
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• 1996

In this study, we have analyzed structural analysis and measured ferroelectric characteristics of PZT thin films prepared by sol gel process with different sintering conditions and different Zr/Ti mot%. When the Zr mot% of PZT thin film was increased, it was found that the remanent. polarization and coercive field were decreased and increased, respectively. Also, the maxium dielectric constant of PZT(50/50) thin film was 786.8. We got double hysteresis(anti-fcrroelectric) curve from PbZrO$_{3}$ thin film. As heating rate goes up, pyrochlore phase of PZT thin film was decreased and dielectric and ferroelectric characteristics were improved. As a result of variation of sintering temperature and time 500.deg. C-800.deg. C and 5 sec.-8 hours, respectively, we got optimal sintering temperature and time. The optimium sintering temperature and time of conventional furnace method and rapid thermal processing method were 650.deg. C-700.deg. C for 30-60 minutes and 700.deg. C/20 seconds-2 minutes, respectively.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.87-89
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• 2005

$Bi_{3.25}Y_{0.75}Ti_{3}O_{12}$[BYT] ferroelectric thin films were deposited by RF-Sputtering method on the $Pt/Ti/SiO_2/Si$. We investigated the effects of processing condition (especially post-annealing) on the structural and ferroelectric properties of the BYT thin films. Increasing the annealing temperature, the peak intensity of (117) increased and c-axis orientation decreased. The BYT thin films crystallized well at $600^{\circ}C$ for 30min. No secondary phases observed in the XRD pattern. At annealing temperature of $700^{\circ}C$, the thin films had no cracks and the grain was uniform. The calculated lattice constants of BYT thin films were a=0.539nm, b=0.536nm, c=3.288nm. The remnant polarization of the $Bi_{3.25}Y_{0.75}Ti_{3}O_{12}$ capacitor reached $1.8uC/cm^2$ at an applied field about 400kV/cm. The BYT thin films can be used as capacitors in Ferroelectric Random Access Memory device.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.801-805
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• 2013

In this study, electrocaloric effects of Pb-free $(Ba_{0.85}Ca_{0.15})(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ ferroelectric ceramics were investigated and discussed using the characteristics of P-E hysteresis loops at wide temperature range from room temperature to $140^{\circ}C$. The remnant polarization $P_r$ and coercive field $E_c$ were decreased with increasing temperature. The temperature change ${\Delta}T$ by the electrcaloric effect was calculated by Maxwell's relations, and reached the maximum of ~0.15 at $120^{\circ}C$ under applied electric field of 30 kV/cm.

• 센서학회지
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• 제11권1호
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• pp.48-53
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• 2002

강유전 물질인 $Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{1-x}Ti_x]_{0.98}Nb_{0.02}O_3$(PNZST) 박막을 10 mole%의 과잉 PbO가 첨가된 타겟을 이용하여 $La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_3$(LSCO)/Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판상에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. Ti의 조성비를 변화시키면서 증착된 박막에 대하여 그 결정성과 전기적 특성을 조사하였다. 80 W의 RF 전력, $500^{\circ}C$의 기판온도에서 증착한 후, $650^{\circ}C$, 공기중에서 10초 동안 급속 열처리된 박막이 가장 우수한 페로브스카이트상으로 결정화되었다. 또한. Ti의 조성비가 10 mole%를 가지는 PNZST이 가장 우수한 결정성과 강유전 특성을 나타내었다. 이러한 박막으로 제작된 PNZST 커패시터는 약 $20\;{\mu}C/cm^2$정도의 잔류분극과 약 50 kV/cm 정도의 항전계를 나타내었으며, $2.2{\times}10^9$의 스위칭 후에도 잔류분극의 감소는 10% 미만이었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.91-97
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• 2004

PZT 박막을 rf-마그네트론 스퍼터링으로 $Pt/Ti/SiO_2/Si$ 기판 위에 형성시켰다. $5\%$ 과잉 PbO 를 포함한 bulk PZT 타겟을 사용하였다. 상온에서 PZT 박막을 얇게 입힌 후 나머지 두께를 $650^{\circ}C$에서 in-situ 방법으로 형성시켰다. 강유전 특성을 갖는 PZT 상은 $650^{\circ}C$에서 형성되었다. 2단계 스퍼터링에 의해 누설전류 특성을 크게 증진시킬 수 있었고, 적절한 두께의 상온층을 포함시킨 경우 $2{\times}10^{-7}A/cm^2$의 매우 작은 누설전류를 나타냈다. 누설전류 기구에 대한 조사 결과, 여러 조건에서 제조된 PZT 박막의 전기전도는 모두 bulk-limit 기구에 의한 것임을 알 수 있었다.