• 제목/요약/키워드: 분극특성

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$MnO_2$를 첨가한 PZT 세라믹스의 압전열화 및 기계적 특성 (The Piezoelectric Degradation and Mechanical Properties in PZT Ceramics with $MnO_2$ Addition)

  • 김종범;최성룡;윤여범;태원필;김송희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.257-264
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    • 1997
  • MPB조성영역에 MnO2를 첨가한 압전체를 제조하여 분극처리후에 반복압축응력을 부여함에 따른 압전열화 현상을 조사하고 분극처리 전후의 굽힘강도의 변화 및 파괴특성을 연구하였다. MnO2를 0.25wt.% 첨가한 시편에서 가장 적은 열화현상이 일어났다. 굽힘강도는 분극처리 후 하중방향에 평행한 방향으로 분극처리한 시편이 분극처리 전보다 높은 강도를 나타내었고, 수직한 방향으로 분극처리한 시편은 낮은 값을 나타내었다. 이는 분극처리시 발생하는 전계방향으로 압축잔류응력, 직각방향으로 인장잔류응력 때문인 것으로 사료된다.

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직류전계 및 corona방전에 따른 PZT 세라믹스의 분극과 압전특성 (Piezoelectric property of PZT ceramics by DC field and corona discharge poling)

  • 박인철;임진호;이준형;조상희
    • 한국재료학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.178-183
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    • 1995
  • 본 연구에서는 상온에서 정방성 조성인 $Pb_{0.9888}Sr_{0.012}(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_{3}$계 세라믹스를 소결 후 직류전계 및 코로나를 이용하는 방법으로 소결시편을 분극한 후 분극방법에 따른 시편의 압전특성을 조사하였으며, 열화현상을 평가하기 위한 방법으로 시편의 내부응력의 차이를 조사하였다. 이 결과 코로나 분극방법은 직류분극에 비하여 $30^{\circ}C$정도 저온에서도 최대 Kp값을 얻을 수 있었으며 열화현상이 천천히 진행되었고 절연파괴가 발생하지 않는 등의 장점이 관찰되었다. 그러나 Kp값은 직류분극의 경우가 코로나 분극에 비하여 약 9~10%정도 높은 값을 나타내었다.

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질화규소 삽입층을 이용한 a면 질화갈륨 박막의 깊은 준위 연구

  • 송후영;서주영;이동호;김은규;백광현;황성민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.230-230
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    • 2010
  • 질화갈륨 기반의 III족-질화물 계열의 반도체 물질은 녹색-자외선 영역의 발광다이오드에 응용되어 왔으며 고효율, 고휘도 발광소자의 구현 및 성능 향상을 위해 많은 연구가 진행되었다. 일반적으로 널리 사용되어온 c축 방향으로 성장된 질화갈륨 기반 발광다이오드에서는 활성층의 에너지 밴드구조가 내부전기장에 의해 변형되어 전자와 정공의 재결합 확률이 저하된다. c축 방향으로 형성되는 내부전기장은 축방향으로의 자발적 분극화와 높은 압전 분극 현상에 기인한다. 이와 같은 분극 성장에서의 내부양자효율 저하 현상을 해결하기 위하여 내부 전기장이 존재하지 않는 a축과 m축과 같은 무분극 방향으로의 성장이 집중적으로 연구되고 있다. 현재 사파이어 기판위에서 무분극 성장된 박막은 높은 밀도의 결함이 발생하여 고품위의 발광다이오드 동작에 어려움을 겪고 있다. 최근 결함 밀도를 낮추고 높은 결정성을 갖는 무분극 질화갈륨 박막을 성장하기 위하여 2-단계 성장 방법, 나노구조층 삽입, 산화규소 마스크 패턴 등 다양한 성장 방법들이 연구되어 주목할 만한 연구 결과들이 보고되고 있다. 다양한 성장 방법들에 의해 성장된 박막들은 고유한 특성들을 보이는데, 특히 박막 성장방법에 따라 박막 내부에 형성되는 깊은 준위의 특성들은 발광다이오드의 소자 특성에도 큰 영향을 미치게 되므로 무분극 박막에서의 깊은 준위에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 금속-유기 화학기상증착 방법으로 r면의 사파이어기판 위에 a면의 질화갈륨을 성장시켰다. 고품질의 결정성을 구현하기 위해 저온 핵형성층, 3차원 성장층, 2차원 중간온도 성장층, 2차원 성장층의 4개 버퍼층을 사용하였으며, 질화규소 나노구조층을 삽입함으로써 고품 위의 a면 질화갈륨 박막을 구현하였다. 성장된 a면 질화갈륨 박막에 형성된 깊은 준위들은 접합용량과도분광법을 이용하여 분석되었으며 질화규소 삽입층의 유무에 따른 깊은 준위의 특성 차이에 대한 연구를 수행하였다.

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PMS-PZT계 압전재료의 분극공정에 대한 연구 (Research on the Polarization Procedure Using PMS-PZT Piezoelectric Materials)

  • 김현식;김종령;허정섭;이해연;오영우;박혜영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1609-1611
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    • 2004
  • 압전재료의 분극공정에서 제어되는 인가전압, 유지시간 및 온도 변수들에 대한 최적의 조건을 확립하기 위해 Rosen형 안전 변압기를 설계 및 제조하여 특성분석 하였다. 분극처리를 위한 분극전계, 온도, 유지시간 등의 외부 에너지가 증가할수록 쉽게 분극되어 포화현상이 나타났으며, 140$^{\circ}C$ 이상의 온도에서 4kV/mm의 분극전계로 3분 이상 분극시키면 최대 전압 이득을 얻을 수 있다. 또한 부하저항이 증가할수록 공진주파수는 고주파 방향으로 이동하며, 공진전류가 증가하여 전압이득이 증가하였다.

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게이트 절연특성에 의존하는 양방향성 박막 트랜지스터의 동작특성 (Electrical Characteristics of Ambipolar Thin Film Transistor Depending on Gate Insulators)

  • 오데레사
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.1149-1154
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    • 2014
  • 본 연구는 산화물반도체트랜지스터의 터널링 현상을 살펴보기 위해서 게이트 절연막으로서 SiOC 박막을 사용하고 채널층으로 IGZO를 이용하여 트랜지스터를 제작 하였다. SiOC 박막은 분극이 작아질수록 비정질특성이 우수해지면서 절연특성이 좋아진다. SiOC 게이트 절연막과 채널 층 사이의 계면에 존재하는 접합특성은 SiOC의 분극특성에 따라서 달려졌다. 드레인소스 전류($I_{DS}$)와 게이트소스 전압($V_{GS}$)의 전달특성은 분극이 낮은 SiOC를 사용할 경우 양방향성 전달특성이 나타나고 분극이 높은 SiOC 게이트 절연막을 사용할 경우 단방향성 전달 특성이 나타났다. 터널링에 의한 양방향성 트랜지스터의 경우 바이어스 인가 전압이 낮은 ${\pm}1V$의 영역에서 쇼키접합을 나타냈었지만 트래핑효과에 의한 단방향성 트랜지스터의 경우 오믹접합 특성을 나타내었다. 특히 양방향성 트랜지스터의 경우 터널링 현상에 의하여 on/off 스위칭 특성이 개선되었다.

강유전체 박막의 특성에 따른 Quasi-MFISFET 소자의 특성 (Characteristics of quasi-MFISFET device with various ferroelecric thin films)

  • 이국표;윤영섭;강성준
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권3호
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    • pp.12-12
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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.

잡음지수를 고려한 압전형 하이드로폰에 관한 연구 (A Study on Piezoelectric Hydrophone with Noise Factor Consideration)

  • 김형동;성굉모
    • 한국음향학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.3-10
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    • 1986
  • 원통형 압전세라믹을 이용하여 2종류의 하이드로폰을 제작한 결과를 제시하고 있다.한 종류는 방사선 방향으로 단일 분극화된 압전소자의 양 끝을 금속캡으로 밀폐하여 제작되었고, 다른 종류는 신 호대 잡음비를 높이기 위해 원통형 소자의 전극을 4부분으로 나누어 교번 분극화하여 유기된 전압이 합 해지도록 제작하였다. 특성을 측정한 결과, 4- 교번 분극화된 하이드로폰이 단일 분극화된 경우보다 40Hz~1000Hz 주파수 범위에서 전기적 잡음 등가음 압이 평균 10dB정도 낮아지게 되어 그 성능이 향상 되었다.

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강유전체 분극 이력곡선의 측정 정밀도 향상 (Improvement of Precision in Ferroelectric Polarization Hysteresis Measurement)

  • 박재환
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.51-55
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    • 2023
  • 강유전체 분극 이력곡선의 측정은 강유전체의 구조와 유전특성을 전반적으로 평가하고 해석하는 중요한 수단이다. 강유전체 시편에 저항성분이 포함될 경우 자발분극의 측정 값에 오차가 포함된다. 분극을 측정하는 전기적 회로를 구성할 때, 시편에 포함된 저항성분에 대응하는 외부 저항을 적절히 활용함으로서 시편의 저항성 손실에 의한 오차를 배제하고 내부에 유도된 강유전체 분극의 크기를 정확하게 측정할 수 있었다. 이와 같은 정확한 분극 이력곡선의 평가를 통하여 강유전체 내부의 이온의 변위 및 유전특성을 보다 정확하게 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

용접조건에 따른 페라이트 스테인리스강에 대한 수소취성의 전기화학적 분극특성에 관한 연구 (The Study on the Electrochemical Polarization Characteristics of Hydrogen Embrittlement for Ferrite Stainless Steel with Welding Conditions)

  • 최병일;임우조
    • 한국가스학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.30-35
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    • 2005
  • 스테인리스 강재 STS444에 있어서 용접조건에 따른 수소취성의 전기화학적 분극특성을 고찰하고자 수소침투 실험과 전기화학적 분극실험을 실시하였다. 즉, $0.5M\; H_2SO_4+0.001M\;As_2O_3$ 수용액 중에서 $1,400kg/cm^2$의 하중을 부가하는 동시에 전기화학적 분극시험 장치로 $30mA/cm^2$전류를 60분간 인가하여 수소를 침투시켰으며 같은 수용액에서 양극분극실험을 하였다. STS444에 있어서 용접조건이 수소취성에 미치는 특성을 연구함에 있어 전보에서는 용접 전 기름이나 물의 흡착 영향으로 인장강도나 연신율이 낮아지는 현상을 규명하였지만, 본보에서는 기존의 보고된 수소취성의 발생 기구를 기초로 하여 전기화학적 부식거동을 접목하여 수소취성의 발생기구를 제안함으로써 부식전류밀도를 알면 수소취성의 민감 정도를 비파괴적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

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분극전계가 $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$세라믹스의 압전 및 유전특성에 미치는 영향 (Effect of Poling Filed on The Piezoelectric and Dielectric Characteristics of $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ Ceramics)

  • 이일하;류주현;윤현상;백동수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.56-56
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    • 2008
  • 최근, 비납 또는 납의 함량을 줄인 압전 세라믹에 대한 관심이 증가하고 있고, 그에 따른 여러 연구가 활발히 이루어지고 있다. 납을 포함하는 세라믹은 높은 소성온도에서 납의 휘발로 인한 특성저하와 환경오염 등이 문제가 된다는 것을 우리는 익히 알고 있다. 그렇기 때문에 PZT계 세라믹스를 대체할 우수한 특성을 가지는 새로운 비납 세리믹스의 조성개발이 시급하다. 비납계 세라믹스 중에서 NKN계를 바탕으로 하는 세라믹스는 가장 기대되는 재료이다. 일반적인 소성에서 순수한 NKN 세라믹은 가장 높은 압전 $d_{33}$상수가 100 pC/N이 넘지 않는다. 그런데 페로브스카이트 구조로된 NKN세라믹스의 A-site에 $Li^{1+}$이온을 치환하면 압전 특성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 압전세라믹에서 분극처리는 필수적인데 분극처리는 압전성을 부여할 뿐 아니라 다른 물성도 변화시킴은 잘 알려져 있다. 그러므로 그에 대한 연구 또한 중요한 의미를 갖는다. 따라서 이번 연구에서는 NKN세라믹스에 $Li_2CO_3$를 소결조제로 첨가하여 시편을 제작하였고, 제작된 시편의 특성을 분극전계에 따라 조사하였다.

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