• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.11
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• pp.980-986
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• 2001

Bragg reflector type FBAR was fabricated on the Si(100) substrate. We measured a frequency response of the resonator at 5.2 GHz and analyzed it by numerical calculation considering actual acoustic losses of each layer in the structure. We fabricated nine layer Bragg reflector of W-SiO$_2$pairs using r.f. sputtering method and fabricated AlN piezoelectric and Al electrodes using pulsed dc sputtering. The return loss(S$_{11}$) of the fabricated Bragg reflector type FBAR was 12 dB at 5.38 GHz and the series resonance frequency(f$_{s}$) was 5.376 GHz and the parallel resonance frequency(f$_{p}$) was 5.3865 GHz. Effective electro-mechanical coupling constant (K$_{eff{^2}}$) and Quality factors(Q$_{s}$), the Figures of Merit of the resonator, were about 0.48% and 411, respectively. We extracted acoustic parameters of AlN piezoelectric and reflection coefficient of the Bragg reflector by numerical calculation. We could know that material acoustic impedance and wave velocity of AlN piezoelectric decreased for intrinsic value and the electromechanical coupling constant(K$_2$) value was very low owing to the poor quality of the AlN piezoelectric. Reflection coefficient of Bragg reflector was 0.99966 and reflection band was very wide from 2.5 to 9.5 GHz.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.15 no.10
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• pp.639-643
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• 2005

Lead-free $[Bi_{0.5}(Na_{1-x}K_x)_{0.5}TiO_3](x=0\~1.0)$ ceramics were prepared using a solid state reaction method and their structural and electrical characteristics were investigated. X-ray investigations indicated that the rhombohedral-tetragonal morphotropic phase boundary(MPB) of the $[Bi_{0.5}(Na_{1-x}K_x)TiO_3$ ceramics exists in the range of $x=0.16\~0.20$. The optimum values of piezoelectric constant$(d_{33})$, dielectric constant, and electromechanical coupling factor $(k_p)$ were obtained at $x=0.16\~0.20$ of the MPB region.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.299-299
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• 2012

투명전도산화물 박막은 디스플레이, 태양전지, 압전소자 등 다양한 응용분야에 많이 이용되고 있는 소재이다. 그 중에서 현재 산업에서 활용 빈도가 높은 투명전도막의 재료는 ITO를 기반으로 하는 물질이다. 하지만 인듐의 높은 생산단가와 플라즈마 노출시 열화로 인한 문제점 때문에 기존의 ITO를 대체하기 위한 새로운 재료에 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 ITO 대체 물질 중의 하나인 ZnO 박막에 대해서 증착환경변화에 따른 물성변화를 조사하였다. 먼저 대기중에서 안정화된 ZnO 박막을 얻기 위해서 인(P) 2% 첨가된 ZnO 세라믹을 고상반응법으로 제작하고, 펄스레이저 증착법을 이용하여 Al2O3(0001)기판에 산소분압을 30~150 mTorr로 변화를 주어 P-ZnO 박막을 제작하였다. 이 때 증착온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였다. X선 회절 결과로부터 산소분압에 상관없이 ZnO (002)방향으로 증착되었다. 하지만 결정립의 크기는 산소분압이 증가하면서 줄어들고, ZnO (002)피크로부터 얻어진 격자상수(c-축)는 벌크 값에 가까워짐을 알 수 있었다. 하지만 P첨가로 인해서 박막의 격자상수는 순수한 ZnO 벌크 값 보다 큰 것으로 알 수 있다. 산소분압 변화에 따른 P-ZnO 박막의 산화 상태는 X-선 광전자 분광기를 이용하여 측정하였다. 그 결과 산소 core-level의 스펙트럼은 자연산화, 산소 vacancy, Zn-O 결합으로 구성되어짐을 알 수 있었다. 산소분압이 증가하면 Zn-O 결합은 증가하지만 산소 vacancy는 감소함을 알 수 있었다. 전기적 특성 결과 P-ZnO 박막은 30 mTorr에서는 n형 반도체 특성, 100 mtorr에서 p형 반도체의 특성이 나타내었고, 산소분압이 증가하면 다시 n형 반도체 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 광학적 특성 결과 P-ZnO 박막은 산소분압에 상관없이 가시광선 영역에서 80%이상의 투과율을 나타내었으며, 산소분압이 증가할수록 에너지 갭이 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05d
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• pp.113-118
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• 2003

투어멀린(Tourmaline)은 비대칭 쌍극자를 가진 천연 유극성 결정체로 광물 중에서 영구전기분극을 띄고 있는 유일한 물질로써 일명 "전기석"이라고 알려져 있다. 분극에 의한 자체 미약전류(약 $60{\mu}A$)와 함께 음이온 및 원적외선의 발생으로 최근 우리주변에서 건강과 환경을 위한 관심고조의 대상인 육방정계의 압전성 및 초전성을 띄는 붕규산염(주요성분: Mg, Fe, B, Si, Ca)으로, 투어멀린 원석이나 그 복합세라믹체의 면역지수가 ~1000에서 ~400,000 이상인 점을 비롯하여 그 유용성을 이용하려는 새로운 아이디어 신상품들이 계속 개발되고 있다. 뿐만 아니라 물분자를 만나면 수소$(H^+)$와 수산기 $(OH^-)$로 전기분해 하여 친수기와 소수기 부분으로 구분하며, $H^+$와 $OH^-$는 각각 $H_2O$와 결합하여 활성이 강한 hydronium ion$(H_3O^+)$을 생성하고, 물 속에서 계속 불안정한 상태로 존재하는 수산기는 계면활성 작용이 있는 hydroxyl ion$(H_3O_2^-)$을 형성하여 물을 약 알카리성 (pH~7.4)으로 바꿔주며, 물분자 클러스터 세분화와 미네랄을 용출, 공급하여 이 물이 체내에 흡수되면 살균, 항균성의 면역기능을 갖게 되며, 혈액정화 기능과 자율신경 자극으로 교감신경의 흥분을 억제해 준다. 이와 함께 전기분극을 띈 투어멀린 입자는 다른 물질에 비하여 경이적 수치의 원적외선을 발생하여 강력한 열 효과와 높은 침투력으로 인체의 혈액순환 촉진과 혈전용해 작용을 주어 건강과 활력에 도움을 주는 것으로 확인되어 많은 관심을 끌고 있다. 따라서 유익한 이용가치를 인정받고 있는 천연 투어멀린을 단독 형태나 또는 서로 상승효과를 줄 수 있는 유용한 타 물질과 혼합물을 구성하여 성형 또는 EPD 방법으로 전착한 후 소결 처리하여, 소결체의 특성 분석과 함께 물에 대한 전기 화학적 작용 및 항균 효과를 조사, 확인하여 수질개선 효과를 분석하고 그 응용성을 개발, 확보하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.05a
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• pp.778-781
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• 2003

투어멀린(Tourmaline)은 비대칭 쌍극자를 가진 유극성 결정체로 광물 중에서 영구적으로 전기분극의 특성을 띄고 있는 유일한 물질로써 일명 "전기석"이라고 알려져 있고, 자체의 미약전류(약 0,06mA)와 함께 음이온 및 원적외선의 발생으로 최근 들어 우리 주변에서 건강과 환경을 위한 관심고조의 대상인 육방정계의 압전성 및 초전성을 띄는 붕규산염(주요성분: Mg, Fe, B, Si, Ca)으로, 원석(면역지수 ~1000)에 비해 수백 배의 효력이 있는 투어말린 세라믹(면역지수 ~418,000)을 비롯하여 이것을 이용한 새로운 아이디어 신상품들이 계속 개발되고 있다. 뿐만 아니라, 물분자를 만나면 수소(H$^{+}$)와 수산기(OH$^{-}$)로 전기분해하여 친수기와 소수기 부분으로 구분하며, H$^{+}$와 OH$^{-}$는 각각 $H_2O$와 결합하여 활성이 강한 hydronium ion(H$_3$O$^{+}$ 과 계면활성 작용이 있는 hydroxyl ion(H$_3$O$_2$$^{-}$)을 생성하며, 물속에서 계속 불안정한 상태로 존재하는 수산기는 hydroxyl (-)ion을 형성하여 약 알카리성(pH~7.4)을 띄고 물의 클러스터 세분화와 미네랄을 공급해 줌으로 체내에 들어오면 살균, 항균능력이 있는 면역기능을 갖게 되며, 혈액을 정화하고 자율신경을 자극하여 교감신경의 흥분을 억제한. 이와 함께 전기분극을 띈 투어멀린 입자는 다른 물질에 비하여 경이적 수치의 원적외선을 발생하여 강력한 열 효과와 높은 침투력으로 인체의 혈액순환 촉진과 혈전용해 작용으로 건강과 활력에 도움을 주는 것으로 확인되어 많은 관심을 끌고 있다. 따라서 유익한 이용가치를 인정받고 있는 투어멀린을 유용한 타 물질과 혼합물을 구성하여 성형 또는 EPD 전착하여 소결한 뒤, 소결체의 특성을 분석하여 그 응용성을 개발, 확보하였다.

• Composites Research
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• v.14 no.5
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• pp.12-19
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• 2001

In aircraft composite structures, structural defects such as matrix cracks, delaminations and fiber breakages are hard to detect if they are breaking out in operating condition. Therefore, to assure the structural integrity, it is desirable to perform the real-time health monitoring of the structures. In this study, a fiber optic sensor was applied to the composite beams to monitor failure and strain in real-time. To detect the failure signal and strain simultaneously, laser diode and ASE broadband source were applied in a single EFPI sensor using wavelength division multiplexer. Short time courier transform and wavelet transform were used to characterize the failure signal and to determine the moment of failure. And the strain measured by AEFPI was compared with the that of strain gage. From the result of the tensile test, strain measured by the AEFPI agreed with the value of electric strain gage and the failure detection system could detect the moment of failure with high sensitivity to recognize the onset of micro-crack failure signal.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.615-618
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• 2004

The piezoelectricity and polarization of multilayer ceramic actuators, being designed to stack ceramic layer and electrode layer alternately, were investigated under a consideration of geometry, the thickness ratio of the ceramic layer to electrode layer The actuators were fabricated by tape-casting of $0.42PbTiO_3-0.38PbZrO_3-0.2Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ followed by laminating, burn-out and co-firing process. The actuators of $5\times5mm^2$ in area were formed in a way that $60{\sim}200{\mu}m$ thick ceramics were stacked 10 times alternately with $5{\mu}m$ thick electrode. Increase in polarization and electric field-displacement with increasing thickness ratio of the ceramic/electrode layer and thickness/cross section ratio were attributed to the change of $non-180^{\circ}/180^{\circ}$ domain ratio which was affected by the interlayer internal stress and Poisson ratio of ceramic layer. The piezoelectricity and actuation behaviors were found to be dependent upon the volume ratio (or thickness ratio) of ceramic layer relative to ceramic layer. Concerning with the existence of internal stress, the field-induced polarization and deformation were described in the multilayer actuator.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.9
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• pp.702-710
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• 2012

Eco-friendly $(Na,K)NbO_3$ (NKN)-based piezoelectric ceramic materials were fabricated by conventional ceramic method for shear mode piezoelectric energy harvesting application. $NKN-LiTaO_3$ (LT) based compositions were adopted for the high $d_{15}{\times}g_{15}$ which is proportional to harvested energy density. The composition $0.935(Na_{0.535}K_{0.485})NbO_3-0.065LiTaO_3$ was found to be lie on the boundary of tetragonal and orthorhombic phases. With reducing Ta content, the dielectric constant decreased gradually while maintaining high $d_{15}$, which resulted in increased $d_{15}{\times}g_{15}$. The composition $0.935(Na_{0.535}K_{0.485})NbO_3-0.065Li(Nb_{0.990}Ta_{0.010})O_3$ was found to possess excellent piezoelectric and electromechanical properties ($d_{15}{\times}g_{15}=29\;pm^2/N$, $d_{15}$ = 417 pC/N, $k_{15}$ = 0.55), and high curie temperature ($T_c=455^{\circ}C$).

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.40 no.3
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• pp.1-9
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• 2003

In this paper, we designed a highly suppressed sidelobe ladder type RF SAW bandpass filter based on 1-port resonator, for 800 MHz mobile communication system. In order to get the highest device characteristics, we optimized some important parameters such as the electrode thickness, electrode lambda weghting of the reflectors, and static capacitance ratio. Furthermore, we fabricated the Tx and Rx. filter using optimized parameters. Implemented filters can be used in 800 MHz mobile communication system and external impedance matching circuits are not needed. RF filter was fabricated on 36$^{\circ}$LiTaO$_3$ substrates with Al-Cu (W 3 %)and mounted 3.8mm$\times$3.8mm$\times$1.5mm SMD package. Developed filters has 2.3 dB insertion loss in the 25 MHz pass-band, 33MHz with 3-dB insertion loss, stop-band rejection of 30 dB, passband ripple is less than 0.5 The power durability of the filters measured about 3.5W and the maximum temperature variation within -2$0^{\circ}C$~8$0^{\circ}C$ was 0.09 dB/$^{\circ}C$ of 3-dB insertion loss.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.3
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• pp.227-231
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• 2008

In this study, in order to improve the electrical properties of low temperature sintering piezoelectric ceramics, $[0.05Pb(Zn_{1/2}W_{1/2})-0.07Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})-0.088Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})]O_3$(abbreviated as PZW-PMN-PZT) ceramic systems were fabricated using $Bi_2O_3$, CuO and $Li_2CO_3$ as sintering aids and then their piezoelectric and dielectric properties were investigated according to the amount of $Li_2CO_3$ and post-annealing process. Post-annealing process enhanced all physical properties except for mechanical quality factor (Qm). 0.2 wt% $Li_2CO_3$ added and post-annealed specimen showed the excellent values suitable for low loss piezoelectric actuator application as follow: the density = 7.86 $g/cm^3$ electromechanical coupling factor (kp) = 0.575, piezoelectric constant $d_{33}$ = 370 pC/N, dielectric constant ($\varepsilon_r$) = 1546, and mechanical quality factor (Qm) = 1161, respectively.