• Title/Summary/Keyword: 층상페롭스카이트상

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Crystallography and Layered Structure of Synthetic Perovskite-type ($K_2La_2Ti_nO_{2n+4}$) Minerals (합성 페롭스카이트형($K_2La_2Ti_nO_{2n+4}$)광물의 결정학 및 층상구조에 관한 연구)

  • 문용희;최진범;이병임
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.73-84
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    • 2001
  • 티타늄과 산소의 함량이 서로 다른 4가지의 합성 페롭스카이트형(perovskite-type) 광물(($K_2$$La_2$$Ti_{n}$/$O_{2n+4}$, n=3, 4, 5, 6; 14/mcm, 14/mmm, I42 m)을 대상으로 리트벨트(Rietveld)구조분석법을 실시하여 결정구조를 밝히고 티타늄함량에 따른 층상형 구조를 연구하였다. 4가지 합성시료에 대하여 구조분석을 실시한결과 대표적인 페롭스카이트형 광물인 토소나이트(taustonite, $La_{1-x}$ //$K_{x}$ /$TiO_3$, x<0.4)가 주성분으로 나타났으며 토스나이트내에 12개의 산소를 배위하는 A자리 양이온은 자리점유율에 의해 $La^{3+}$$K^{+}$ /의 치환관계를 보여준다 공간군은 14/mcm, 단위포는 a=5.505(1)~5.510(1)$\AA$, c=7.793(1)~7.796(1)$\AA$ V=236.25~236.66 $\AA^3$ 범위의 값을 갖는다. 구조의 정밀도를 나타내는 R지수를 살펴보면 $R_{B}$ 값은 5.31~9.10 S(GofF)값은 0.86~1.24로 각각 계산되었다. 12배위를 하는 A자리 양이온인 란탄과 산소의 평균거리는 2.755$\AA$이고 6배위를 하는 B자리 양이온인 티타늄과 산소의 평균거리는 1.948 $\AA$의 결과를 얻었다. 합성된페롭스카이트형 광물의 층상구조가 알려져 있지 않아 시뮬레이션을 통해 구조모델을 결정하였으며 그결과 n=3인 R-38시료에서만 두 종류의 층상 페롭스카이트($La_2$$K_2$$Ti_3$$O_{10}$ ) 구조 (A-type: 14/mmm, a=3.8178 $\AA$, c=29.9189 $\AA$, V=436.04 $\AA^3$, B-type: 142 m, a =3.8376 $\AA$, c=28.023 $\AA$, V=412.6 $\AA^3$)가 존재함을 확인하였으나 다른 시료에서는 토소나이트, 금홍석 외에 새로운 합성광물로 제파이트의 존재를 확인하였다.

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Effect of sintering atmosphere on the Crystal structure of lead-free Piezoelectric Ceramics (무연계 압전세라믹스의 결정구조에 대한 소결분위기의 영향)

  • Kang, Kyung-Min;Chun, Myuong-Pyo;Cho, Jeong-Ho;Kim, Byung-Ik;Ko, Tae-Gyung
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.328-328
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    • 2010
  • 압전 세라믹스는 엑츄에이터 및 센서 등의 다양한 응용분야로 인하여 많은 연구가 진행되어왔다. 최근 친환경 무연 압전계인 Bi층상구조 (BNT) 및 알칼리 니오븀산화물계 (KNN)에 대한 연구가 집중되고 있다. 한편, 소형화 및 고성능의 압전소자에 대한 요구 증가로 고가의 내부전극인 Ag, Ag-Pd합금으로 이루어진 적층압전소자에 대한 연구개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 Ni이나 Cu를 내부전극으로 사용하는 적층압전소자의 개발가능성을 타진하고자 Ni의 산화를 억제할 수 있는 환원분위기 소결시에 압전소재의 상변화 및 내환원성 정도를 조사하였다. 압전소재인 BNT 및 KNN를 공기중에서 합성한 후, 환원분위기의 영향을 조사하고자 샘플을 디스크 형태로 성형하여 $1000{\sim}1200^{\circ}C$에서 2 시간 동안 공기, 중성 (N2) 와 환원 분위기 (3 % H2 - 97 %의 N2) 에서 소결한 후 미세구조와 전기적 특성을 SEM, EDS, XRD, impedance analyzer로 조사였다. 환원분위기에서 소결된 BNT 샘플은 페롭스카이트 상이 관찰되지 않았으며, SEM/EDS 분석결과 시편의 표면에 Bi의 석출이 관찰되었다. KNN의 경우에는 공기중에서 소결 시편뿐만 아니라 환원분위기에서 소결된 시편에서도 페롭스카이트 구조를 보였으며, EDS분석결과 K 및 Na의 휘발이 비교적 적었다.

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(Bi,La)$Ti_3O_{12}$ 강유전체 박막의 특성 연구

  • 황선환;노준서;장호정
    • Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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    • 2001.07a
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    • pp.114-118
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    • 2001
  • 졸-겔법으로 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판위에 $Bi_{3.7}$/$La_{0.75}$$Ti_3O_{12}$(BLT) 강유전체 박막을 형성하였다. As-coated BLT 박막은 $600^{\circ}C$의 후속 열처리온도에서 결정화 되었으며 전형적인 Bi 층상 페롭스카이트 결정구조를 나타내었다. 또한 후속 열처리온도를 증가함에 따라 결정성이 향상되었다. $700^{\circ}C$의 온도에서 후속 열처리된 BLT 박막의 비 유전상수($\varepsilon_{r}$)와 유전손실($\textrm{tan}\delta$)은 5KHz 주파수에서 약 402와 0.04를 각각 나타내었다 $800^{\circ}C$에서 후속 열처리된 BLT박막의 경우 5V의 인가 전압에서 잔류분극 2Pr($Pr^{+}$-$Pr^{-}$)값은 약 32.5$\mu$C/$Cm^2$을 나타내었다.

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Characterization of (Bi,La)$Ti_3O_{12}$ Ferroelectric Thin Films ((Bi,La)$Ti_3O_{12}$ 강유전체 박막의 특성 연구)

  • 황선환;장영철;장호정
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.121-123
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    • 2002
  • 졸-겔법(Sol-Gel Method)으로 강유전체 Bi/sub 3.3/La/sub 0.7/Ti/sub 3/O/sub 12/(BLT) 박막을 Pt/Ti/SiO₂/Si 기판위에 스핀 코팅하여 Metal-Ferroelectric-Metal(MFM 구조를 형성하였다. As-coated BLT 박막은 650℃ 이상에서 결정화되었으며, 전형적인 Bi층상의 페롭스카이트 결정구조를 나타내었다. 또한 열처리 온도를 증가시킴에 따라 결정성이 향상되었다. 3V 전압에서 650℃로 열처리된 박막의 경우 누설전류가 약 2.25×10/sup -8/A/㎠ 정도를 보였다. 650℃에서 열처리된 BLT박막은 5V의 인가 전압에서 잔류분극 2Pr(±(P/sup */-P/sup A/)) 값은 약 29.5μC/㎠을 나타내었으며, 1.5×10/sup 10/ 스위칭 cycles까지 분극 스위칭을 반복한 후에도 거의 잔류 분극의 변화가 없었다.

Syntheses and Characteristics of Layered Perovskite $La_{2-x}Ca_{1+x}Mn_{2}O_{7}$ (층상구조형 페롭스카이트 $La_{2-x}Ca_{1+x}Mn_{2}O_{7}$상의 합성 및 특성)

  • 서상일;이재열
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.555-558
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    • 2000
  • Layered perovskite La$_{2-x}$Ca$_{l-x}$Mn$_2$O$_{7}$ phases were synthesized by solid state reaction. Single phase R-P could be obtained in the range of 0.4$_{2-x}$Ca$_{l-x}$Mn$_2$O$_{7}$. About 30% of MR ratio was obtained at 270K when 5 T of magnetic field was applied.ied.ied.ied.

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Study on Low Temperature Formation of Ferroelectric $Sr_{0.9}4$Bi_{2.1}$$Ta_2$$O_9$ Thin Films by Sol-Gel Process and Rapid Thermal Annealing (솔-젤법 및 급속열처리에 의한 $Sr_{0.9}4$Bi_{2.1}$$Ta_2$$O_9$ 박막의 저온형성에 관한 연구)

  • 장현호;송석표;김병호
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.13 no.4
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    • pp.312-317
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    • 2000
  • Ferroelectric S $r_{0.9}$/B $i_{2.1}$/T $a_{2}$/ $O_{9}$ solutions were synthesized using sol-gel process in which strontinum ethoxide bismuth ethoxide trantalum ethoxide were used a s startring materials. SBT thin films were coated on Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrates by spin-coating. rapid thermal annealing (RTA) was used to promote crystallization. Thin films were annealed at $700^{\circ}C$ for 1 hr in an oxygen atmosphere. This temperature is about 10$0^{\circ}C$ lower than the usual annealing temperature for SBT thin films. Pt top-electrode was deposited by sputtering and thin films were post-annealed at $700^{\circ}C$ for 30 min. to enhance electrical properties. As the RTA temperature increased the higher 2 $P_{r}$ values were obtained. At RTA temperature being 78$0^{\circ}C$ remanent polarization of S $r_{0.9}$/B $i_{2.1}$/T $a_{2}$/ $O_{9}$ thin film was 7.73 $\mu$C/cm $_2$ and the leakage current density was 1.14$\times$10$^{-7}$ A/c $m^2$ at 3 V. As RTA temperature increased the breakdown voltage was decreased. It is considered that the low-field breadown is caused by the rough surface of SBT films and forming bismuth metal in SBT thin films.films.lms.

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The Preparation and Characterization of Bismuth Layered Ferroelectric Thin Films by Sol-Gel Process (II. Dielectric Properties of Ferroelectric $Sr_{0.7}/B_{2.3}(Ta_{1-x}Nb_x)_2O_9$ Thin Films Prepared by MOD Process) (솔 - 젤법을 이용한 Bismuth Layered Structure를 가진 강유진성 박막의 제조 및 특성평가에 관한 연구 (II. MOD법으로 제조한 강유전성 $Sr_{0.7}/B_{2.3}(Ta_{1-x}Nb_x)_2O_9$ 박막의 유전특성))

  • 최무용;송석표;정병직;김병호
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.12 no.1
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    • pp.62-68
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    • 1999
  • Ferroelectric $Sr_{0.7}/B_{2.3}(Ta_{1-x}Nb_x)_2O_9$(x=0, 0.1, 0.2, 0.3) thin films were deposited on $Pt/SiO_2/Si$ substrate by MOD(Metalorganic Decomposition) process. Metal carboxylate and metal alkoxide were used as precursors, and 2-methoxyethanol, xylene as solvents. After spin coating, thin films were pre-annealed at $400^{\circ}C$, followed by RTA(Rapid Thermal Annealing) and final annealing at $800^{\circ}C$ in oxygen atmosphere. These procedures were repeated three times to obtain thin films with the thickness of $2000{\AA}$. To enhance the nucleation and growth of layered-perovskite phase, thin films were rapid-thermally annealed above $720^{\circ}C$ in oxygen atmosphere. As RTA temperature increased, fluorite phase was transformed to layered-perovskite phase. And the change of Nb contents affected dielectric / electrical properties and microstructure. The ferroelectric characteristics of $Sr_{0.7}/B_{2.3}(Ta_{1-x}Nb_x)_2O_9$ thin film were Pr=8.67 $\mu{C}/cm^2$, Ec=62.4kV/cm and $I_{L}=1.4\times10^{-7}A/cm^2$ at the applied voltage of 5V, respectively.

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Effects of Sol-Gel Process and $IrO_2$Bottom Electrode for Lowering Process Temperature of SBT Thin Films (SBT 박막의 저온화 공정을 위한 솔-젤법과 $IrO_2$하부전극의 효과)

  • 선봉균;송석표;김병호
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.1
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    • pp.39-44
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    • 2001
  • 솔-젤법으로 S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_2$$O_{9}$ stock solution을 합성하고, Ir $O_2$/ $SiO_2$/Si 및 기판 위에 스핀코팅법으로 약 2000$\AA$ 정도의 두께를 가지고 SBT 박막을 제조하였다. Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막과 비교하였을 때 Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막의 경우 더 낮은 급속 열처리 온도 즉, 72$0^{\circ}C$에서 형석상에서 층상 페롭스카이트 상으로의 상전이가 관찰되었다. 그리고, Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 낮은 열처리에서 결정성장이 이루어졌다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $650^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 포화된 이력곡선을 얻었지만, Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 이력곡선이 관찰되었다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$의 열처리에서 8.79 $\mu$C/$ extrm{cm}^2$ (3V)의 2Pr 값을 나타내었다.나타내었다.다.

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Structural and electrochemical characterization of K2NiF4 type layered perovskite as cathode for SOFCs (K2NiF4 type 층상 페롭스카이트 구조 La(Ca)2Ni(Cu)O4-δ의 SOFC 양극 특성 및 결정구조 평가)

  • Myung, Jae-ha;Hong, Youn-Woo;Lee, Mi Jai;Jeon, Dae-Woo;Lee, Young-Jin;Hwang, Jonghee;Shin, Tae Ho;Paik, Jong Hoo
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.25 no.3
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    • pp.116-120
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    • 2015
  • $La_2NiO_{4+{\delta}}$ based oxides, a mixed electronic-ionic conductors (MIECs) with $K_2NiF_4$ type structure, have been considerably investigated in recent decades as electrode materials for advanced solid oxide fuel cells (SOFCs) due to their high electrical conductivity, and oxidation reduction reaction (ORR). In this study, structure properties of $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ were studied as a potential cathode for intermediate temperature SOFCs (IT-SOFCs).