• 제목/요약/키워드: Bi-Polarization

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Ferroelectricity of Bi-doped ZnO Films Probed by Scanning Probe Microscopy

  • Ben, Chu Van;Lee, Ju-Won;Kim, Jung-Hoon;Yang, Woo-Chul
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.323-323
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    • 2012
  • We present ferroelectricity of Bi-doped ZnO film probed by piezoresponse force microscopy (PFM), which is one of the Scanning Probe Microscopy techniques. Perovskite ferroelectrics are limited to integration of devices into semiconductor microcircuitry due to hard adjusting their lattice structure to the semiconductor materials. Transition metal doped ZnO film is one of the candidate materials for replacing the perovskite ferroelectrics. In this study, ferroelectric characteristics of the Bi-doped ZnO grown by pulsed laser deposition were probed by PFM. The polarization switching and patterning of the ZnO films were performed by applying DC bias voltage between the AFM tips and the films with varying voltages and polarity. The PFM contrast before and after patterning showed clearly polarization switching for a specific concentration of Bi atoms. In addition, the patterned regions with nanoscale show clearly the local piezoresponse hysteresis loop. The spontaneous polarization of the ZnO film is estimated from the local piezoresponse based on the comparison with LiNbO3 single crystals.

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높은 교차편파 분리도를 가지는 이중편파 안테나 설계 (Design of Dual-Polarization Antenna with High Cross-Polarization Discrimination)

  • 이상호;오택근;하정제;이용식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.199-205
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    • 2017
  • 도심의 빌딩 등 인구밀집지역에서 사용되는 소형 셀 기지국에서는 셀 용량 증대를 위해 이중편파 다중안테나(MIMO)가 주로 사용된다. 본 논문은 이중편파 다중안테나(MIMO)를 사용하는 소형 셀의 용량을 향상시킬 수 있는 높은 교차편파분리도(XPD)를 가지는 이중편파 슬롯 안테나를 제안한다. 제안한 안테나는 평형구조 및 차동 급전회로를 사용하여 교차편파를 효과적으로 억제하고 높은 교차편파분리도(XPD)를 가진다. 또한 두 편파가 동일한 방사특성을 가지게 되어 소형 셀 다중안테나(MIMO) 시스템에 적합한 특성을 가진다. 모의실험, 제작 및 측정결과 제안한 안테나는 반사계수 -10 dB를 기준 180 MHz (2.51~2.7 GHz)의 대역폭, 최대 4.5 dBi 방사이득(3.5~4.5 dBi), 85도의 반 전력 빔폭을 가짐을 확인하였다. 또한 평균 교차편파 분리도(XPD)가 26.4 dB로 기존의 단일방사체에 서로 다른 급전을 이용하는 방법, 스위칭을 통해 편파를 선택적으로 사용하는 방법에 비하여 13.8 dB이상 개선된 특성을 가짐을 확인하였다.

이종에피에 의해 증착한 BiFeO3 박막의 전기 및 자기특성 (Electric and Magnetic Properties of Hetero-Epitaxially Deposited BiFeO3 Thin Films)

  • 이은구
    • 한국재료학회지
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    • 제14권10호
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    • pp.707-712
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    • 2004
  • $BiFeO_3$ films grown on (111) $SrTiO_3$ substrate have a rhombohedral structure, identical to that of single crystals. On the other hand, films grown on (110) or (001) $SrTiO_3$ substrate are monoclinically distorted from the rhombohedral structure due to the epitaxial constraint. The easy axis of spontaneous polarization is close to [111] for the variously oriented films. Dramatically enhanced polarization and magnetization have been found for hetero-epitaxially grown $BiFeO_3$ thin films comparing to that of $BiFeO_3$ crystals. The results are explained in terms of an epitaxially-induced transition between cycloidal and homogeneous spin states, via magneto-electric interactions.

비휘발성 메모리 소자응용을 위한 과잉 Bi 첨가에 따른 BLT 박막의 강유전 특성 (Ferroelectric Properties of Bi3.25La0.75 Ti3O12 Thin Films with Excess Bi Contents for Non-Volatile Memory Device Application)

  • 김경태;김창일;강동희;심일운
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.764-769
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    • 2002
  • The effect of excess Bi contents on the ferroelectric properties of B $i_{3.25}$ L $a_{0.75}$ $Ti_3$ $O_{12}$ (BLT) thin films has been investigated. Bismuth lanthanum titanate thin films with excess Bi contents were prepared onto Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrate by metalorganic decomposition (MOD) technique. The structure and morphology of the films were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM), respectively. From the XRD analysis, BLT thin films show polycrystalline structure and the layered-perovskite phase was obtained over 10% excess of Bi contents. As a result of ferroelectric characteristics related to the Bi content of the BLT thin film, the remanent polarization and dielectric constant decreased with increasing over Bi content of 10% excess. The BLT film with Bi content of 10% excess was measured to have a dielectric constant of 326 and dielectric loss of 0.024. The BLT thin films showed little polarization fatigue test up to 3.5$\times$10$^{9}$ bipolar switching cycling.

LTCC 기반 ME Dipole 안테나 구조를 활용한 X-Band 용 8 × 4 이중편파 배열안테나에 관한 연구 (A Study on 8 × 4 Dual-Polarized Array Antenna for X-Band Using LTCC-Based ME Dipole Antenna Structure)

  • 정재웅;서덕진;유종인
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.25-32
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    • 2021
  • 본 논문에서는 X-Band 대역에서 이중 편파 특성을 갖는 Magneto-Electric(ME) dipole 배열안테나를 제안하고, 이를 Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) 공정을 이용하여 구현 및 측정하였다. 제안된 배열안테나는 LTCC로 구성된 1 × 1 ME dipole 안테나 32 개를 Teflon PCB에 배열하여 8 × 4 배열 안테나로 구성된다. 1 × 1 ME dipole 안테나는 두 쌍의 방사체에서 각각 수직 편파와 수평 편파를 방사하여 이중 편파를 구현하게 된다. 2개의 Port 급전은 LTCC를 이용한 적층 공정을 통해 구현하였으며, 각 각의 Port는 포트 간 격리도를 확보하기 위해 Γ-shaped feeding strip을 통해 독립적으로 방사체에 급전된다. 안테나 배열에 사용된 Teflon PCB는 4층 구조로 형성하였으며, 상단 면과 하단 면을 통해 2개의 Port가 급전된다. 그리고 배열되는 안테나와 Teflon PCB의 임피던스 정합을 위해 Teflon PCB의 전송선로에 λg/4 변환기를 적용하였으며 시뮬레이션을 통해 최적 파라미터를 얻었다. 구현된 ME dipole 8 × 4 배열안테나의 크기는 15.5 mm × 11 mm × 4.2 mm이며, Port 1 급전 시 측정된 방사 최대 이득은 18.2 dBi, cross-pol은 1.0 dBi이고 Port 2 급전 시 측정된 방사 최대 이득은 18.1 dBi, Cross-pol은 3.2 dBi로 확인하였다.

Si 및 SrTiO3 기판 위에 증착된 Bi4Ti3O12 박막의 결정구조 및 배향에 따른 강유전 특성 (Ferroelectric Properties of Bi4Ti3O12 Thin Films Deposited on Si and SrTiO3 Substrates According to Crystal Structure and Orientation)

  • 이명복
    • 전기학회논문지
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    • 제67권4호
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    • pp.543-548
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    • 2018
  • Ferroelectric $Bi_4Ti_3O_{12}$ films were deposited on $SrTiO_3(100)$ and Si(100) substrate by using conductive $SrRuO_3$ films as underlayer, and their ferroelectric and electrical properties were investigated depending on crystal structure and orientation. C-axis oriented $Bi_4Ti_3O_{12}$ films were grown on well lattice-matched pseudo-cubic $SrRuO_3$ films deposited on $SrTiO_3(100)$ substrate, while random-oriented polycrystalline $Bi_4Ti_3O_{12}$ films were grown on $SrRuO_3$ films deposited on Si(100) substrate. The random-oriented polycrystalline film showed a good ferroelectric hysteresis property with remanent polarization ($P_r$) of $9.4{\mu}C/cm^2$ and coercive field ($E_c$) of 84.9 kV/cm, while the c-axis oriented film showed $P_r=0.64{\mu}C/cm^2$ and $E_c=47kV/cm$ in polarizaion vs electric field curve. The c-axis oriented $Bi_4Ti_3O_{12}$ film showed a dielectric constant of about 150 and lower thickness dependence in dielectric constant compared to the random-oriented film. Furthermore, the c-axis oriented $Bi_4Ti_3O_{12}$ film showed leakage current lower than that of the polycrystalline film. The difference of ferroelectric properties in two films was explained from the viewpoint of depolarization effect due to orientation of spontaneous polarization and layered crystal structure of bismuth-base ferroelectric oxide.

가변 원형편파 모드 특성을 갖는 원형 링 슬롯 안테나 (Annular ring slot antenna with a variable circular polarized mode characteristic)

  • 김용진;김정한;이홍민
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권1호
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    • pp.78-84
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    • 2008
  • 본 논문에서는 위성 DMB 시스템에서 원형편파 변환 특성을 갖는 reconfigurable 원형 링 슬롯 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 원형 링 슬롯과 원형편파를 발생시키기 위한 4개의 튜닝 스터브로 구성되어 있다. 슬롯과 스터브 사이 각각의 경계면에 4개의 PIN 다이오드를 실장 하였으며 각각의 PIN 다이오드는 외부 DC전압으로 인해 동작되며 RHCP(Right Hand Circular Polarization) 모드 또는 LHCP(Left Hand Circular Polarization) 모드로 동작하도록 하였다. 측정결과, 제안된 안테나는 임피던스 대역폭(VSWR${\leq}$2)이 LHCP 모드에서 570MHz(2.47-3.04GHz), RHCP 모드에서 560MHz(2.45-3.01GHz)로 나타났으며 중심주파수 2.63GHz에서의 최대 방사이득은 LHCP 모드에서 4.76dBi, RHCP 모드에서 3.1dBi를 얻었다. 또한 측정된 축비 대역폭은 RHCP, LHCP 모드에서 약 100MHz를 얻었다. 제안된 안테나는 편파변환 특성이 요구되는 환경의 위성통신, 무선랜 및 광대역 무선통신 시스템에 적합할 것으로 사료된다.

강유전체 $(Bi,Nd)_4Ti_3O_{12}$ 박막의 결정 구조와 분극 특성 (Crystal Structure and Polarization Properties of Ferroelectric Nd-Substituted $Bi_4Ti_3O_{12}$ Thin Films Prepared by MOCVD)

  • 강동균;박원태;김병호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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    • pp.135-136
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    • 2006
  • Bismuth titanate ($Bi_4Ti_3O_{12}$, BIT) thin film has been studied intensively in the past decade due to its large remanent polarization, low crystallization temperature, and high Curie temperature. Substitution of various trivalent rare-earth cations (such as $La^{3+}$, $Nd^{3+}$, $Sm^{3+}$ and $Pr^{3+}$) in the BIT structure is known to improve its ferroelectric properties, such as remanent polarization and fatigue characteristics. Among them, neodymuim-substituted bismuth titanate, ((Bi, Nd)$_4Ti_3O_{12}$, BNT) has been receiving much attention due to its larger ferroelectricity. In this study, Ferroelectric $Bi_{3.3}Nd_{0.7}Ti_3O_{12}$ thin films were successfully fabricated by liquid delivery MOCVD process onto Pt(111)/Ti/$SiO_2$/Si(l00) substrates. Fabricated polycrystailine BNT thin films were found to be random orientations, which were confirmed by X-ray diffraction and scanning electron microscope analyses. The remanent polarization of these films increased with increase in annealing temperature. And the film also demonstrated fatigue-free behavior up to $10^{11}$ read/write switching cycles. These results indicate that the randomly oriented BNT thin film is a promising candidate among ferroelectric materials useful for lead-free nonvolatile ferroelectric random access memory applications.

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소득 분포의 양극화 추이 (Bi-Polarization of the Income Distribution In Korea: 1997-2003)

  • 신동균;전병유
    • 노동경제논집
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    • 제28권3호
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    • pp.77-109
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    • 2005
  • 한 사회가 가지고 있는 내재적 갈등의 정도는 전통적인 소득불평등이라기보다는 양극화지수로 보다 잘 표현될 수 있다. 현 연구에서는 Esteban-Ray류의 '집단내 동질성-집단간 이질성' 접근법에 근거하여 양극화 개념을 소개하고 그들이 개발한 지수를 이용하여 외환 위기 직전인 1997년도 이래 소득분포의 양극화가 어떻게 진행되어 왔는가를 분석하였다. 주요 발견 내용을 다음과 같다. 첫째, 총가구소득을 이용하여 분석할 경우, 지니 계수로 표현되는 전통적인 소득불평등 지수와 비교하여 양극화 지수는 훨씬 빠른 속도로 증가해왔다. 이는 소득을 기준으로 볼 때 한국 사회에 잠재해 있는 사회 갈등 수준이 지니 계수로 표현되는 것보다 훨씬 심각한 속도로 증가해 왔음을 의미한다. 둘째, 최근의 외환위기 이전과 비교하여 이후에 양극화 지수의 값이 전반적으로 증가해온 것은 일차적으로 저소득층과 고소득층 사이의 소득격차가 증가해왔기 때문이지만 집단 내 (특히 저소득 집단 내) 소득격차가 줄어들었기 때문이기도 하다. 셋째, 총가구소득의 양극화는 근로소득이라기보다는 주로 비근로소득의 양극화에 의해 주도되어왔다.

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Modified Rf Magnetron Sputtering에 의해 Pt/Ti/SiO$_2$/Si 기판위에 제조된 강유전체 SrBi$_2$Ta$_2$O$_9$ 박막의 미세구조 및 전기적 특성 연구 (Microstructure and Electric Properties of Ferroelectric SrBi$_2$Ta$_2$O$_9$ Thin Films Deposited by Modified Rf Magnetron Sputtering Technique)

  • 양철훈;윤순길
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.472-478
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    • 1998
  • Ferroelectric SrBi2Ta2O9(SBT) films were deposited on Pt/Ti/SiO2/Si substrates at 50$0^{\circ}C$ using a sintered SBT target Bi and Ta targets by modified rf magnetron sputtering and then were annealed at 80$0^{\circ}C$ for 10min in oxygen ambinet(760 torr) The composition of the SBT films could be easily controlled using the mul-ti-targets. The film composition of {{{{ {Sr }_{0.8 } {Bi }_{2.9 } {Ta}_{2.0 } {O }_{9 } }} was obtained with SBTd sputtering power of 100 W Bi of 25W and Ta of 10 W. A 250nm thick SBT films exhibited a dense and uniform microstructure and showed the remanent polarization(Pr) of 14.4 $\mu$C/cm2 and the coercive field({{{{ {E }_{c } }})of 60 kV/cm at applied voltage of 5 V. The SBT films show practically no polarization fatigue up to {{{{ {10 }_{10 } }} cycles under 5V bipolar pulse. The retention characteristics of the SBT films looked very promising and the leakage current density of the SBT films was about 1.23$\times${{{{ {10 }^{-7 } }}A/c{{{{ {m }^{2 } }} at 120kV/cm.

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