• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.295-295
• /
• 2007

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변화하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근 이러한 에너지 변화 소자는 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, 항공우주, 자동차, 의료, 건축, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 동작 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시되고 있다. 또한, 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 순수 Ag 전극을 사용하거나, Ag의 비율이 높은 내부 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 소결되는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)\;[(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}Zr_{0.35}Ti_{0.4}]O_3$계의 조성을 설계하여, 소결온도를 낮추기 위해서 2단계 하소법을 이용하였다. 분말을 ball milling을 통해 24시간 동안 혼합하였다. 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 72시간 동안 ball milling 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 ${\Phi}21$ disk 형태로 성형한 후, $800{\sim}950^{\circ}C$ 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 두께 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 열처리한 후, 분극 처리하였다. 압전특성은 $d_{33}$ 미터로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 주파수 및 impedance 특성을 측정하였다. 그 결과 $900^{\circ}C$에서 우수한 압전 특성 및 전기적 특성을 확보 할 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.145-152
• /
• 1996

태양전지의 앞면전극으로 사용될 SnO2박막을 spray pyrolysis 방법으로 증착하여 증착조건에 따른 박막 특성을 연구하였다. 증착온도가 증가함에 따라 SnO2박막의 우선방위가 (200)면에서 면밀도가 더 높은 (211), (110)면으로 바뀌었고 막의 미세구조도 거칠고 각진 구조에서 평탄한 구조로 변하였다. 또한 더 안정된 결정면 성장과 온도 증가에 의해 CI, F 등의 불순물 흡착이 어려워져 전자 전하농도가 감소하고 비저항 값이 증가하였다. 특히 50$0^{\circ}C$ 이상에서는 전하농도가 크게 감소하여 비저항이 크게 증가하였다. NH4F/Sn=2.3인 용액으로 40$0^{\circ}C$에서 증착된 SnO2박막은 약 90%이상의 광투과도를 갖고 균일한 도핑으로 인해 약 4$\times$10-4$\Omega$ .cm의 낮은 비저항 값을 나타내었다. 두께에 따른 판저항과 광투과도의 상반된 효과를 고려한 figure of merit으로부터 투명전극으로써 가장 적절한 두께는 약 500nm이었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.223-234
• /
• 2010

In this review, the theory and applications of the complex capacitance analysis, which can be utilized in analyzing capacitor-like electrochemical systems, were summarized. Theoretically, it was suggested that the imaginary capacitance plots (Cim vs. log f) can provide a simple way to analyze electrochemical characteristics of capacitive systems, without complicated mathematical calculations. The usefulness of the complex capacitance analysis has been demonstrated by applying it to analyze EDLC characteristics of practical porous carbon electrodes, ionic conductivities inside small pores, and ionic resistances in the catalyst layers of polymer electrolyte membrane fuel cells.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.53-59
• /
• 2010

In this paper, we propose a novel chaotic micromixer of which mixing mechanism is based upon magnetohydrodynamic (MHD) multi-vortical flow generation in a simple straight microchannel. In the microchannel of the micromixer has electrodes patterned on two side walls and bottom wall. Lorentz forces are variously induced by changing applied voltages at the patterned electrodes in order to pump and mix conductive fluids in the microchannel. Three-dimensional computational fluid dynamics simulations were conduced to characterize mixing behaviors inside the MHD micromixer. The mixing efficiencies were also evaluated for the various flow conditions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.442-442
• /
• 2013

ZnO의 나노 구조는 화학적으로 안정하고 큰 결합에너지를 가지는 성질 때문에 청색 영역에서 작동하는 광전소자의 제작에 대단히 유용하다. 전기 화학 증착법으로 성장된 ZnO의 나노구조는 가격이 저렴하고 낮은 온도에서 성장이 가능하며 대면적화를 할 수 있는 장점이 있다. 전기 화학 증착법으로 ZnO을 성장할 때 ITO 기판을 음극으로 백금 전극을 양극으로 사용하였고 기준 전극은 Ag/AgCl을 사용하였다. Potassium chloride의 몰 농도를 변화하면서 ZnO 나노구조를 성장하였다. 성장한 ZnO 나노구조를 $400^{\circ}C$에서 2분 정도 열처리를 하였다. 성장된 ZnO을 X-선 회절 결과는 (0002) 피크가 $34.35^{\circ}$에서 나타났다. 주사 전자 현미경상은 Potassium chloride의 몰 농도가 낮을 때 성장한 ZnO 나노구조체가 고르게 성장되는 것을 알 수 있었다. Potassium chloride의 농도가 변화하면 ZnO 나노구조체의 형태가 변화하는 것을 알 수 있었다. 300 K에서 광루미네선스 스펙트럼은 형성된 나노구조가 엑시톤과 관련된 피크가 potassium chloride 농도에 따라 변화하게 되는 것을 알 수 있었다. 이 실험결과는 ZnO 나노구조의미세구조와 광학적 성질이 potassium chloride의 농도에 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
• /
• v.4 no.3
• /
• pp.32-38
• /
• 2005

Electrical discharge machining is the method of using thermal energy by electrical discharge. Generally, if the material of workpiece has conductivity even though very hard materials and complicated shape which are difficult to cut such as quenching steel, cemented carbide, diamond and conductive ceramics, the EDM process is favorable one of possible machining processes. But, the process is necessarily required of finish cut and heat treatment because of slow cutting speed, no mirror surface, brittleness and crack due to the residual stress for manufactured goods. In this experimental thesis, the super EDM drilling was developed for high precision semiconductor die steel and for minimization of leadframe width. It was possible to development of EDM drilling machine for high precision semiconductor die with the electrode guide and its modelling and stress analysis. The development of electrode with the copper pipe type was conducted to drill the hole from the diameter of 0.1mm to 3.0mm with the error of from 0.02mm to 0.12mm. From the SEM and EDX analysis, the entrance of the EDM drill was found the resolidification of not only the component of tungsten but also the component of copper.

• Transactions of the Society of Information Storage Systems
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.108-114
• /
• 2005

The generation of fine relics of suspensions is a significant interest as it holds the key to the fabrication of electronic devices. These processes offer opportunities for miniaturization of multilayer circuits, for production of functionally graded materials, ordered composites and far small complex-shaped components. Some novel printing methods of depositing ceramic and metal droplets were suggested in recent years. In an electro-hydrodynamic printing, the metallic capillary nozzle can be raised to several kilovolts with respect to the infinite ground plate or pin-type electrode positioned a few millimeters from the nozzle tip. Depending on the electrical and physical properties of the liquid, for a given geometry, it Is possible to generate droplets in any one of three modes, dripping, cone-jet and multi-jet. In this experiment, an alumina suspension flowing through a nozzle was subjected to electro-hydrodynamic printing using pin-type electrodes in the cone-jet mode at different applied voltages. The pin-type electrodes of 1, 100, 1000${\mu}m$ in diameter were used to form fine ceramic patterns onto the substrates. Various feature sizes with applied voltages and electrode diameters were measured. The feature sizes increased with the electrode diameter and applied voltages. The feature size was as fine as $30 {\mu}m$.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.53.2-53.2
• /
• 2009

몰리브덴(Mo)은 우수한 전기전도도와 고온 안정성으로 인해 전자부품의 전극으로 널리 사용되고, 미래 에너지인 태양전지 분야에서 CIS계 화합물박막태양전지의 후면전극으로 이용되고 있는 재료로서 현재 증착 방법으로는 D.C. sputtering이 가장 널리 이용되고 있다. 또한 $MoO_3$ 분말이 Mo 분말로 수소 환원되는 과정은 $MoO_3+H_2{\rightarrow}MoO_2+H_2O$ 와 $MoO_2+2H_2{\rightarrow}Mo+2H_2O$의 2단계를 통해서 수행되며 이중 첫 번째 단계에서 $MoO_3(OH)_2$라는 기상을 통해 지배적으로 일어난다고 알려져 있고 이를 화학증기수송(Chemical vapor transport : CVT)이라고 한다. 본 연구에서는 $MoO_3$분말의 수소 환원 과정 중에 발생하는 기상인 $MoO_3(OH)_2$을 이용하여 몰리브덴 옥사이드 박막을 증착하고 이를 다시 수소분위기에서 수소 환원하는 증착 방법을 통해 균일하고 부착성이 우수한 Mo 박막을 제조하고자 하였다. 기판으로 사용된 Glass를 $MoO_3$ 분말 위에 홀더를 이용하여 $MoO_2$ 박막을 증착하고 이를 다시 수소분위기에서의 수소 환원을 통해 Mo 박막을 성공적으로 제조하였다. 제조된 Mo박막의 결정구조 및 미세조직을 XRD 와 SEM을 통해 분석하였다.

• Ceramist
• /
• v.3 no.1
• /
• pp.45-52
• /
• 2000

전자싸이클로트론공명플라즈마 화학기상증착법(ECR-PECVD)에 의한 Pt 및 $RuO_2$ 기판에서의 PZT 박막의 증착특성 및 전기적 특성을 조사하였다. $RuO_2$ 기판에서는 Pt 기판에 비하여 Pb-관련 이차상이 형성되기 쉬웠고, PZT 페로브스카이트 핵생성이 어려웠다. 하지만, $RuO_2$ 기판에서도 금속유기 원료기체의 정확한 유량조절(특히, $Pb(DPM)_2$ 유량)과 Ti-oxide 씨앗층의 도입을 통하여 $450^{\circ}C$의 비교적 낮은 증착온도에서 단일한페로브스카이트 박막 제조가 가능하였으며, $RuO_2$ 기판에서도 미세구조가 향상된 PZT 박막의 경우 $10^{-6}A/cm^2@100kV/cm$의 우수한 누설전류 특성을 나타내었다. 4 가지 전극배열의 PZT 커패시터들 중에서 $RuO_2//RuO_2$ 커패시터는 누설전류밀도가 $10^{-4}A/cm^2@100kV/cm$ 정도로 높았지만, 피로현상은 나타나지 않았다. 일방향 전계 (unipolar) 피로특성에서 나타난 polarization-shift 현상과 양방향 전계 (bipolar) 피로특성의 온도의존성 결과는 PZT 박막내 charged defect의 이동이 어려움을 나타내었다. Bipolar 신호에 의한 피로현상은 인가전계에 의한 분극반전 과정에서 Pt 계면에서 charged defect의 형성과 관련이 있는 것으로 판단되었다. 또한, 상하부 전극물질 이 다른 경우에는 상하부 계면의 charged defect 밀도에 차이가 생겨 내부전계가 형성되는 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2007.06a
• /
• pp.269-269
• /
• 2007

최근 평판디스플레이 산업이 성장함에 따라 품질향상을 위한 연구가 활발히 진행중이며 또한, 부품 소재 개발에 박차를 가하고 있다. 대형 평판디스플레이 중 낮은 전력소모와 광시야각이 우수한 TFT-LCD가 각광받고 있다. TFT-LCD 소자의 투명전극으로 사용되기 위해서는 면저항 10~1k Ohm/sq., 광투과율 85% 이상의 특성이 요구되며 ITO(Indium Tin Oxide의 약자) 타겟을 스퍼터링한 박막이 일반적으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 $In_2O_3$ 나노 분말 제조 공법으로 제작된 ITO 타겟을 사용하여 양산성 및 대형화에 적합한 DC 마그네트론 스퍼터 방식으로 투명전극을 제조하였다. 일반적으로 사용되는 고정식 DC 마그네트론 스퍼터 방식은 타겟표면에 재증착(back deposition)되는 저급산화물로 인해 이물 또는 노즐(Nodule) 이 형성되고 이로 인해 비이상적이고 불안정한 방전 플라즈마가 박막의 특성을 저하시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 이동식 DC 마그네트론 스퍼터 방식을 채택하였으며 대형 타겟을 이용한 대형화 기판 제작과 안정적인 sputter yield로 인해 uniformity가 우수한 ITO 박막을 제조하였다. ITO 박막의 저면저항 고투과율 특성을 구현하기 위해 공정변수인 산소분압, 전류밀도(DC power) 그리고 증착온도에 따른 ITO 박막의 미세조직과 결정성을 관찰하였으며 전기적 특성을 분석하였다.