• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제1권2호
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• pp.152-161
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• 1988

Pb(Zr, Ti)O$^{3}$-Pb(Mg, Nb)O$^{3}$계에 MnO$_{2}$첨가량을 변화시켜 소결성, 미세구조, 유전상수, 비저항 및 압전특성에 미치는 영향을 XRD, EDAX 및 SEM을 이용하여 미세구조를 관찰하고 실험을 통하여 전기적 성질에 미치는 영향을 밝혔다. 비저항의 변화없이 그레인 성장이 억제되는 $MnO_{2}$의 첨가량은 0.4wt%이었으며 이때 분말의 합성이 촉진되어 소성된 시편의 밀도가 증가하였다. 그러나 고상반응의 범위를 벗어나는 과잉 $MnO_{2}$는 편석이 되어 그레인 경계상에 모임이 확인되었고 또한 기공을 형성하여 밀도를 낮추었다. $Mn^{+4}$는 $Mg^{+2}$ 와 치환되어 페로브스카이트 구조의 "A" 결핍을 유발하였으며 이것이 비저강을 감소시키는 원인으로 밝혀졌다.감소시키는 원인으로 밝혀졌다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-5
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• 1997

La가 첨가된 $PbTiO_{3}(PLT)$ 박편을 이용하여 압전효과에 대한 보상이 이루어진 고감도 초전형 적외선 센서를 제작하였다. 센서는 두 개의 $1{\times}2\;mm^{2}$의 cell을 인접하게 나란히 설치하고 적절히 전극을 배열한 이중소자 형태로 제작하였으며, 제작된 센서는 단일 소자형 센서에 비하여 잡음 특성이 향상되어 신호대 잡음비가 350에 이르렀다. 나아가 2400 V/W 이상의 전압감도, $4.6{\times}10^{-8}\;C/cm^{2}K$의 초전계수 및 $4.2{\times}10^{-11}\;Ccm/J$의 전압 성능지수와 8.7 msec의 작은 열시상수 특성들을 보였다. 제작된 초전형 적외선 센서는 적절한 매치를 통하여 인체의 이차원적 이동방향의 감지에 응용할 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제6권4호
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• pp.55-63
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• 1987

$PbTiO_3$는 perovskite구조를 가진 강유전체로써 Curie온도가 높고 유전율이 작아 고온. 고주파재료로 주목되어왔으나 curie온도 이하에서 결정이방성(C/a)이 크기 때문에 소결 후 결정립(grain)이 입계(grain boundary)에서 분리되어 치밀하고 기계적으로 강한 세라믹을 얻을 수 없었고, 항전력이 커 분극이 어려위 실용화 되지 않았다. 본 연구에서는 $PbTiO_3$에 Pb일부를 Ca로 치환하고 Mn, Ni, Co및 W의 산화물을 첨가하여 치수가 크고 기계적으로 강한 세라믹을 제조하였고, 그 분극 조건도 PZT의 분극 조건과 같은 정도로 개선하였다. 그리고 결합계수이방성(Kt/Kp)이 $5\sim6$으로 크고, 기계적 품질계수 Qm이 $310\sim480$ 정도로 낮으며, 유전상수가 200대의 값으로 PZT보다 1/5정도 작은 고온, 고주파. 광대역 초음파 발진자 재료로 적합한 압전세라믹을 제조 연구하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.214-219
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• 2000

In this paper the structural dielectric and piezoelectric properties of Pb［(M $g_{1}$2// $W_{1}$2/)$_{x}$-(N $i_{1}$3//N $b_{2}$3/)$_{0.15-x-(Zr_{0.5})}$ $Ti_{0.5}$)$_{0.85}$］ $O_3$ (x=0.0~0.10) ceramic were investigated with the substitution of Pb(M $g_{1}$2// $W_{1}$2/) $O_3$. According to the substitution of Pb(M $g_{1}$2//W/1/2/) $O_3$ curie temperatures were slightly decrease due to the decrease of the tetrag-onality of crystal structure and coercive fields were decreased. Up to the substitution of Pb(M $g_{1}$2// $W_{1}$2/) $O_3$ 3mol%,remnant polarization dielectric constant piezoelectric constant were increased. Dielectric constant and electro-mechanical coupling factor( $k_{p}$, $k_{31}$ ) were appeared the highest value of 2230, 0.64, and 0.38 and piezoelectric constant( $d_{33}$ , $d_{31}$ ) was the largest value of 418, 202($\times$10$^{-12}$ /C/N), respectively, when the substitution amount of Pb(M $g_{1}$2// $W_{1}$2/N) respectively, when the substitution amount of Pb(M $g_{1}$2// $W_{1}$2/) $O_3$ was 3mol%.s 3mol%.%.

• 폴리머
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• 제28권5호
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• pp.361-366
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• 2004

가해준 하중에 따라 폴리(비닐리덴 플루오라이드) (PVDF) 필름에서 발생하는 전압을 측정하며 분포형 촉각센서로서의 특성을 연구하였다. PVDF 필름에 전기장과 온도를 달리하면서 극화 (poling)의 변화를 주었고 이에 따른 필름의 압전성을 나타내는 $\beta$-결정상의 피크를 FT-IR. DSC와 XRD를 사용하여 확인하였다. 본 연구에서 사용된 온도와 전압의 영역에서는 극화 온도가 증가함에 따라 그리고 극화 전압이 증가함에 따라 $\beta$-결정상은 증가하였으며, 이에 따라 유전상수가 역시 증가하였다. 8$\times$8어레이 (array)로 제작된 촉각센서에 힘을 가하여 극화에 따른 전압 발생량을 측정한 결과, 극화가 많이 된 시편의 경우 높은 전압이 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.709-714
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• 2004

우수한 압전 특성을 나타내는 것으로 알려진 Mn 첨가 PMN-PZT의 저온소결 첨가제가 실험되었다. 저온소결 첨가제로는 B$_2$O$_3$가 사용되었고 소결온도와 B$_2$O$_3$ 첨가량의 변화가 소결성과 유전 및 압전특성의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. B$_2$O$_3$ 첨가량과 소결온도를 변화시킨 결과 B$_2$O$_3$ 첨가량 2wt% 이하 100$0^{\circ}C$이하 조건에서 소결밀도가 증가하여 B$_2$O$_3$가 저온소결재로 작용하였다. 그러나 10$50^{\circ}C$ 이상에서는 주조성인 PMN-PZT보다 낮은 소결밀도를 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가에 따른 유전상수($\varepsilon$$_{33}$ $^{T}$ )의 변화를 확인할 결과 B$_2$O$_3$ 2wt% 100$0^{\circ}C$ 조건에서 1000의 유전율을 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가량이 전기-기계 결합계수(k$_{p}$ )와 압전상수(d$_{33}$ )에 큰 저하를 가져오지 않는 B$_2$O$_3$ 첨가 한계는 2wt% 이하로 나타났다. 이때, k$_{p}$ 는 약 50%, d$_{33}$ 는 약 300(${\times}$$10^{-12}$ C/N) 정도의 값을 얻을 수 있었다. B$_2$O$_3$ 첨가는 기계적 품질계수(Q$_{m}$ )의 증가를 가져왔으며 0.5wt% B$_2$O$_3$ 첨가 110$0^{\circ}C$ 소결 조건에서 1700의 품질계수를 나타내었다. 유전손실은 B$_2$O$_3$ 첨가에 따라 큰 변화 없이 0.5% 이하의 값으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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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.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.239-244
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• 2015

에어로졸 증착법에 의해 실리콘 기판위에 $10{\sim}20{\mu}m$의 두께를 가진 PZT 후막을 제조한 후 $700^{\circ}C$에서 어닐링처리하였다. PZT 분말에 의해 제조된 막은 임피던스 분석기(impedance analyzer)와 쇼여-타워 서킷(Sawyer-Tower circuit)으로 분석하였다. PZT 분말은 통상적인 고상반응법 및 솔-젤 법으로 준비되었다. 고상반응법으로 만들어진 분말을 사용한 $10{\mu}m$ 두께 PZT 막의 잔류분극, 항전계 및 유전상수는 각각 $20{\mu}C/cm^2$, 30 kV/cm 그리고 1320이었다. 한편 솔-젤 법으로 제조된 분말을 사용한 경우의 유전상수는 635로 비교적 낮은 값을 나타낸다. 이는 어닐링시 생기는 발생하는 유기물에 의한 기공의 존재 때문이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-108
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• 2009

압전 구동기를 사용하여 상온 대기 중에서 프레팅 마멸 시험을 수행하기 위한 장치를 개발하였다. 구동기의 특성상 사용이 간편하며, 중력에 의한 가하중 방식을 채택하여 구조를 매우 단순화하였다. 개발된 시험기는 구동 시스템 자체의 마멸로 인한 미끄럼 운동 범위의 오차를 우려할 필요가 없다는 상대적 장점을 가진다. 본 연구에서 사용한 시험편의 경우 약 $600{\mu}m$ 이상 직경의 마멸흔이 생성되는 조건에서의 미끄럼 운동 범위의 평균 값 및 진폭의 변동은 각각 $3.3{\mu}m$ 과 $2.3{\mu}m$ 이내인 것으로 측정되었으며, 마멸흔의 크기에 비추어 볼 때 이는 만족할 만한 운동 정밀도라 판단된다. 제작된 시험기를 사용하여 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸 시험을 수행하였다. 수직 하중 10N 및 15N 에서 $10^6$ 사이클 동안 미끄럼 진폭을 최대 $82.7{\mu}m$까지 변화시킨 시험 결과를 정량화 하였으며, 이로부터 마멸 상수를 구하였다 또한 마멸 자국의 크기와 마멸 부피로부터 마멸 진행 거동이 상이한 세 영역을 구별할 수 있었다. 전자현미경 관찰을 통해 마멸흔을 살펴보았으며, 돌출부, 판상 층, 거친 모재 표면 등과 여기에 생성된 균열 등이 관찰되었다. 이를 통해 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸은 연삭 마멸과 더불어 입자의 분리 및 압착, 소성 변형과 판상 층의 형성, 균열의 생성 및 박리 등의 복합적 과정으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.206-206
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• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.