• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.635-638
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• 2004

페로브스카이트 구조를 가지는 $CaZrO_3$ 유전체 세라믹스에 $CaTiO_3$를 부피 비율로 첨가하여 첨가량 변동에 따른 마이크로파 유전 특성을 조사하였다. 또한 저온 동시소성 기능성 LTCC 기판용 유전체 소재로서 활용하기 위하여 저융점의 borosilicate계 유리 프리트를 첨가하여 $CaZrO_3-CaTiO_3$ 복합 유전체 세라믹스의 저온 소결 거동과 마이크로파 유전 특성을 평가하였다. 알칼리가 첨가된 저융점의 borosilicate계 유리 프리트를 $10\sim30$ wt% 범위로 첨가함으로서 $CaZrO_3-CaTiO_3$ 복합 유전체 세라믹스의 소결온도를 $1450^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$이하로 낮출 수 있었으며, 유리 프리트의 첨가량으로 공진 주파수 온도계수 특성을 조절할 수 있었다. 유리 프리트의 첨가량이 15 wt% 첨가시 $875^{\circ}C$에서 충분한 소결이 이루어졌으며, 이 경우 $CaZrO_3-CaTiO_3$ 복합 유전체 세라믹스는 유전율(k) 23, 품질계수(Qxf) 2500, 공진 주파수 온도계수 ($\tau_{cf}$) -3 ppm/$^{\circ}C$의 매우 양호한 마이크로파 유전 특성을 나타내었다. 유리 프리트의 첨가에 의하여 소결 과정에서 주상인 $CaZrO_3$가 $CaZr_4O_9$ 상으로의 변화가 뚜렷이 나타났는데, 이러한 상전이 현상과 함께 미세구조의 변화에 대해서도 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.86-86
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• 1999

본 연구에서는 마이크로파 유전체 소자로서의 응용 및 절연 산화막으로의 응용을 위해 마이크로파 유전체 세라믹으로 사용되어 온 MgTiO3 물질을 펄스 레이저로 박막을 제조하였다. MgTiO3 는 주로 고주파에서 높은 유전율을 갖고 높은 품질계수 (22.000 at 5 GHz) 혹은 낮은 유전손실을 갖으며 유전특성의 온도 안정성이 우수하여 유전체 세라믹 재료로 응용된다. MgTiO3 박막의 성장은 KrF(파장:248nm) 엑시머 레이저를 이용했으며 공정조건으로 박막의 성장온도는 500-75$0^{\circ}C$, 산소 압력은 10-5-200mTorr, 성장 후 냉각시 산소분위기는 200Torr, 레이저 에너지 밀도는 1.5-5J/cm2 등의 조건으로 박막을 성장하였다. MgTiO3 박막을 여러 가지 기판, 즉 Al2O3(r-plane), Si, Pt 위에 성장시켰으며 기판에 따라 에픽텍셜 혹은 다결정 상태를 갖는 ilmenite 구조로 성장되었다. PLD(Pulsed laser deposition)법에 의해 형성된 MgTiO3 박막을 보면, 우선 Al2O3(r-plane) 기판위에 성장된 경우 $700^{\circ}C$에서 에픽텍셜하게 성장하였으며, Si 기판 위에 성장된 경우 $650^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선 배향된 단일상의 ilmenite 구조가 형성된다. Ptdnl에 성장된 경우 $600^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선배향성을 가지며 $650^{\circ}C$에서 결정의 안정화를 이루었으나, MgTiO3 박막은 전기적 특성으로 유전특성 및 유전분산 특성 등이 측정 분석되어 MgTiO3 박막의 고주파 유전체로의 응용에 관한 가능성을 토의하였다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.10 no.3 s.37
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• pp.139-150
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• 1995

이동통신 및 위성방송 등 마이크로파를 이용하는 통신수단의 증가와 더불어 통신용 기지국 및 단말기의 수요가 급증함에 따라 마이크로파 대역에서 동작하는 부품의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이들부품중 무선주파수대역에서 동작되는 박막형 유전체 소자 및 적층 소자들의 종류와 특성 및 기술개발 현황에 대해서 알아보았다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.3
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• pp.256-262
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• 2000

The dielectric properties of complex perovskite ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$ with >($0.5{\le}x{\ge}0.65$ were investigated at microwave frequencies. Dilectric constant decreased with increasing Ca content, and was directly proportional to the cube of average ionic ra야 of A-site. For the specimen of x=0.6 sintered at $1250^{\circ}C$ for 3 h in air, dielectric constant (k) of 63, QF of 11000 GHz, and the temperature coefficient of resonant frequency(TCF) of -14ppm/$^{\circ}C$ were obtained. As Ca content increased, TCF of the specimen negatively increased due to the reduction of the tolerance factor(t). Changes in intrinsic loss with varying Ca content was investigated by the infrared reflectivity spectra ranging 50 to 4000 $cm^{-1}$, which were calculated by the Kramers-Kronig analysis and classical oscillator model. The relative tendency of microwave dielectric properties of the ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$ specimens calculated from the reflectivity data were in good agreement with the results by the post resonant method.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2001.10a
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• pp.242-245
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• 2001

본 논문은 디지털 위성용 하향변환기에 적용되는 고안정 전압제어 마이크로파 발진기의 위상잡음 특성을 분석하였다. 전압제어 마이크로파 발진기는 능동소자의 비선형 등가모델과 궤환회로의 영향을 고려하여 유전체 공진 마이크로파 발진기를 위상잡음과 출력 전력에 절충(trade-off)하여 설계하였고, 13.25GHz의 발진주파수에서 출력이득은 12dBm이고, 위상잡음은 옵셋 주파수 100KHz 에서 -107.91dBc를 보였다. 바렉터 다이오드 동작에 의한 튜닝 범위는 2MHz/V로 위상동기 발진기에 응용할 수 있음을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.113-113
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• 2010

유비쿼터스 시대를 맞이하여 현재의 전자제품은 초고주파 환경에서의 소형화된 마이크로파 소자를 요구하고 있다. 마이크로파 대역에서 세라믹 소재는 대부분의 폴리머 소재에 비해 낮은 유전손실 값을 보이고 있어 향후 확대되는 고주파화에 적합한 소재로 평가되고 있다. 하지만 세라믹 재료는 깨지기 쉬운 특성을 가지고 있어 공정 및 취급이 어려우며 높은 소결온도를 가지고 있어 융점이 낮은 재료와의 집적화에 있어서 난점을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구실에서는 실온에서 세라믹을 비롯한 금속 및 폴리머 재료의 치밀한 코팅막의 성막 및 이종 접합이 가능한 Aerosol Deposition (AD 법)에 주목하였고 마이크로파 소자 제작 공정으로서 AD 법의 응용 가능성을 연구하였다. 마이크로파 소자의 기판으로서는 AD 법을 이용하여 유전손실이 낮고 플렉서블한 $Al_2O_3$-PTFE 혼합 기판을 제작하고 적용하였다. 금속 선로 패터닝 제작 공정으로는 도금법이 대표적이지만 고비용 및 복잡한 공정 절차, 폐화학용액으로 인한 환경문제 등의 단점을 지니고 있어 이를 대체하는 금속 선로 패터닝 공정이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 AD 법을 이용하여 금속 필름을 제작하고 대체 공정으로서의 가능성을 확인하였다. 하지만 AD 법을 이용한 세라믹 필름 제작에 관한 연구는 크게 활성화되어 있는 반면에 금속 필름의 제작, 특성 측정 및 개선에 관한 연구는 그에 비해 미비한 수준이다. 이를 위해 이번 연구에서는 AD 법을 이용하여 금속 필름을 성막 시에 영향을 미치는 요인을 고찰하였으며 또한 마이크로파 소자의 도체 손실에 크게 관계되는 금속 필름의 비저항 특성의 측정 및 개선에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 본 연구에서는 정전장 시뮬레이션을 활용하여 AD 법으로 성막된 금속 필름의 정밀한 비저항 측정에 관한 연구방법을 마련하고 후열처리를 통한 비저항 특성을 개선시키는 연구를 진행하였다.

• Ceramist
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• v.4 no.4
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• pp.21-28
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• 2001

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.10 s.269
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• pp.783-787
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• 2004

Microwave dielectric properties and the microstructure of $Ba_5Nb_4O_{15}$ ceramics with $PbO-B_2O_3-SiO_2$ glass frit were investigated to reduce the sintering temperature of $Ba_5Nb_4O_{15}$ ceramics as a function of the amount of glass frit from $0.5wt\%$ to $10wt\%$ and the sintering condition. The sintered density and the microwave dielectric properties of $Ba_5Nb_4O_{15}$ ceramics were remarkably changed with the amount of glass fit which existed as a liquid phase and assisted the densification. $Ba_5Nb_4O_{15}$ with $3wt\%$ $PbO-B_2O_3-SiO_2$ glass frit sintered at $900^{\circ}C$ for 2 h showed dielectric constant (K) of 41.4, a quality factor (Q $\times$f) of 13,485 GHz, and a Temperature Coefficient of resonant Frequency (TCF) of 9 ppm/$^{\circ}C$. Due to no trace of physical and chemical reaction between this composition and Ag electrode cofired at $900^{\circ}C$ for 2 h, this ceramics can be a good candidate for the multilayer dielectric filter.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.12
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• pp.1229-1233
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• 2000

(1-x)NdAlO$_3$-xCaTiO$_3$세라믹스의 결정구조와 마이크로파 유전특성을 조사하였다. 시편의 결정구조는 조성에 따라서 변화하였는데, 그 결정구조는 x$\leq$0.1일 때는 능면정(rhombohedral) 구조를, 0.3$\leq$x$\leq$0.7에서는 정방정 (tetragonal) 구조를 그리고, x$\geq$0.7일 때 다시 사방정 (orthorhombic) 구조로 바뀌었다. 또한 (1-x)NdAlO$_3$-xCaTiO$_3$세라믹스에서 이차상의 두 종류가 발견되었다. x$\leq$0.5인 시편에서는 Nd$_4$Al$_2$O$_{9}$상이, x$\geq$0.7인 시편에서는 Al-rich상이 발견되었다. x가 증가함에 따라, 유전율 ($\varepsilon$$_{r}$)과 공진주파수의 온도계수 ($ au$$_{f}$ )가 증가하였고, Q$\times$f 값은 x의 증가에 따라 증가하며, x=0.5일 때 최대값을 얻었다. 그리고 0.3NdAlO$_3$-0.7CaTiO$_3$에서 Q$\times$f=46,000, $\varepsilon$$_{r}$=45 그리고 $\tau$$_{f}$ =-1.5 ppm/$^{\circ}C$의 우수한 마이크로파 유전특성을 얻을 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.10
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• pp.1041-1046
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• 1999

(Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)$TiO_4$세라믹스와 소결조제로서 ($B_2$$O_3$.Li$_2$O)의 첨가에 따른 마이크로파 유전특성 및 미세구조에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 1.0 mol.% $Sb_2$O(sub)5를 첨가하고 130$0^{\circ}C$에서 5시간 소결한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)$TiO_4$세라믹스의 경우 ($B_2$$O_3$.Li$_2$O)첨가량 증가에 따라 치밀화 및 결정립 성장에 의해 유전상수와 Q.f값은 증가하여 첨가량이 0.35wt.%에서 최대값인 38과 59,000을 각각 나타내었으며, 0.50wt.% 이상 첨가한 경우에서는 제 2상의 생성으로 인하여 감소하였다. 1.0 mol% Sb$_2$O(sub)5와 0.35wt.% ($B_2$$O_3$.$Li_2$O)를 첨가한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)TiO$_4$세라믹스를 125$0^{\circ}C$와 135$0^{\circ}C$에서 5시간 소결한 경우에는 각각 미반응 TiO$_2$의 존재와 과대입자성장에 의한 결정립내기공의 생성으로 인하여 마이크로파 유전특성은 저하되었다.