• 제목/요약/키워드: Crystal grain size

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열처리 공정과 비스무스 박막의 결정구조 및 자기저항 특성변화와의 물리적 관계 (Physical correlation between annealing process and crystal structure and magneto-resistance of Bismuth thin films)

  • 장석우;서영호;안호명
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.638-642
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    • 2014
  • 본 연구에서는 비스무스(Bi) 박막의 스핀전자소자로의 응용가능성을 확인하기 위해서 열처리 공정에 의한 비스무스 박막의 결정 구조 및 자기저항변화를 조사하였다. 비스무스 박막은 초기에 결정성이 없이 약 100 nm의 결정립과 낮은 자기저항 비(MR)가 상온에서 4.7 % 로 보였으나, 열처리 공정 후 결정립이 확장되고 방위의 재배열이 일어나며 결정립이 형성 되었고, 이로 인해서 자기저항 비가 상온에서 404 %로 크게 향상 되었다. 이러한 자기저항 비의 큰 향상은 크게 확장된 결정립으로 인해서 스핀의 평균산란시간이 크게 증가했기 때문이다. 본 연구를 통해서 열처리 공정이 비스무스 박막의 결정립 형성 및 자기저항 비의 향상에 큰 영향을 보임을 확인하였고, 비스무스 박막의 스핀전자소자로서의 응용 가능성을 증명하였다.

MA법에 의한 Mn-Si계 초미세 열전재료의 제조 및 평가 (Fabrication and characterization of Mn-Si thermoelectric materials by mechanical alloying)

  • 이충효
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.246-252
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    • 2011
  • 반도성 $MnSi_{1.73}$ 화합물은 고온 특성이 우수하고 뛰어난 내산화성을 가진 열전재료로서 알려져 있다. 본 연구에서는 순 Mn 및 Si 분말재료를 출발 원료로 기계적 합금화법(MA)을 적용하여 $MnSi_{1.73}$ 화합물 합성을 실시하였다. MA 처리는 P-5 유성형 볼밀장치를 이용하여 Ar 중에서 행하였다. MA 분말재료의 X선 회절, 열분석 및 전자현미경 분석을 통하여 고상반응을 관찰하였다. MA 공정 중 Si의 손실을 고려하여 화학양론 조성에서 Si 양을 증가시켜 $MnSi_{1.73}$ 화합물 합성을 시도하였다. 그 결과 $MnSi_{1.73}$ 화합물 단상은 $MnSi_{1.88}$ 조성의 혼합 분말을 200시간 볼밀 처리함으로써 얻을 수 있었다. 또한 200시간 볼밀 처리에 의하여 제조된 $MnSi_{1.73}$ 화합물의 평균결정립 크기는 40 nm 임을 X 선 회절피크의 Hall plot으로 부터 알 수 있었다.

수소화된 비정질 규소박막의 결정화에 관한 연구 (A study on crystallization of a-Si:H films)

  • 김도영;임동건;김홍우;심경석;이수홍;이준신
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.269-277
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    • 1998
  • 수소화된 비정질규소 박막의 결정화 방법은 물질의 질과 후속으로 제작되는 성능을 결정한다. 본 논문은 다양한 기판위에 성장된 비정질규소 박막의 결정화 특성조사와 고용체 형성 금속 박막의 유.무에 따른 결정화 효과를 분석하였다. 다양한 기판조사로부터 Mo 기판이 비정질규소 박막을 성장하기위해 선택되었다. 고용체 형성 금속을 사용하지않은 경우 $1100^{\circ}C$ 열처리후에 결정립의 크기가 $0.8{\mu}m$에 달하는 다결정을 얻었다. 결정화 온도를 줄이기 위해 고용체 형성 금속인 Au, Al, Ag등을 사용하였다. 금속 Au를 사용하여 $700^{\circ}C$ 열처리 후에 결정입경 크기가 $10{\mu}m$ 이상이며 (111) 면 우선배향 특성을 갖는 다결정규소 박막이 달성되었다. 광전소자 응용을 위하여 규소박막과 고용체를 형성하는 금속종류, 금속두께 등의 결정화 영향을 조사하였다.

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저압 화학 기상 증착 조건에서 Si$H_4$, W$F_6$ 환원 반응에 의한 텅스텐 박막의 성장 양식 (Growth Mode of Tungsten Thin Film by Using Si$H_4$ Reduction of W$F_6$ in LPCVD System)

  • 김성훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.107-116
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    • 1993
  • LPCVD 조건하에서 Si 기판을 이용하여 W$F_6$를 환원시키거나 Si$H_4$를 이용하여 W$F_6$를 환원시켜 Si(100) 기판위에 텅스텐 박막을 증착하였다. 증착된 박막들의 표면 및 단면 형상과 특성들을 조사하였으며 박막들의 결정구조는 체심입방구조를 이루는${alpha}$-W임을 알수 있었다. 박막내의 텅스텐의 양과 grain들의 크기는 박막이 성장함에 따라 증가하였다. 실험적인 결과와 이론적인 고찰들로부터 텅스텐 박막은 Volmer-Weber 성장양식인 island growth를 이룸을 알 수 있었고 세부적인 박막 성장양식을 제시하였다. 또한 텅스텐 박막이 성장할수록 박막의 결정구조는 점점 단결정화 하여감을 알수 있었다.

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칼시아 안정화 정방정 지르코니아(Ca-TZP)의 소결 및 등온상전이 거동 (Sintering and Isothermal Phase Transformation of Calcia Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals)

  • 곽효섭;백용혁;이종국
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.37-44
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    • 1993
  • 수열반응법으로 합성한 칼시아 안정화 지르코니아 분말을 $1200^{\circ}C~1400^{\circ}C$의 온도에서 소결시켜 Ca-TZP 세라믹스를 제조한 후 소결체의 물성과 $250^{\circ}C$에서의 등온 상전이 거동을 고찰하였다. 그 결과 소결밀도가 약 97%이고 평균 입자크기가 $0.1~0.25{\mu}m$인 미세한 구조의 정방정상 지르코니아 다결정체(Ca-TZP) 세라믹스를 제조할 수 있었다. 이러한 Ca-TZP 세라믹스는 종래의 Y-TZP 세라믹스에 비햐여 열안정성이 매우 우수하였다.

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용융침투성장법을 이용한 YBCO 단결정 제조 (A Fabrication of YBCO Single Crystal using Infiltration and Growth Method)

  • 한상철;정년호;한영희;성태현
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.550-554
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    • 2007
  • Large and single-grain Y-Ba-Cu-O(YBCO) bulk superconductors have been fabricated by using a seeded infiltration and growth method. $Y_2BaCuO_5$(Y211) precursor pellets and $YBa_2Cu_3O_x$(Y123) liquid source pellets were prepared using commercial powder and were processed by infiltration and growth method to achieve low pore and high trapped field property. The superconductor properties of the single crystal are measured and analyzed in relation with the density and size of the Y211 particle in the Y123 matrix. An optimum processing condition is suggested based on the analyzed results.

SiC 부피분율이 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료의 기계적 특성과 미세구조에 미치는 영향 (Effect of SiC volume fraction on mechanical properties and microstructure of $Si_{3}N_{4}/SiC$ nanocomposites)

  • 황광택;김창삼;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.386-391
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    • 1996
  • $Si_{3}N_{4}$에 평균입경이 270 nm인 SiC 분말을 0, 10, 20, 30, 40 vol% 첨가하여 고온 가압소결법으로 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료를 제조하였다. 소결후 기지상인 ${\alpha}-Si_{3}N_{4}$${\beta}-Si_{3}N_{4}$로 상전이하였으며, 이차상인 ${\beta}-SiC$는 변화가 없었다. 소결조제의 첨가에 의한 입계결정상은 검출되지 않았다. SiC의 첨가량이 많아짐에 따라 $Si_{3}N_{4}$ 결정립성장은 억제되어 미세한 결정입이 나타났으며, 작은 임자는 기지상 임내에 큰 SiC는 임계에 존재하였다. SiC 첨가에 따라 파괴강도는 약간 증가후 감소하였으며, 파괴인성은 감소하였고, 경도는 직선적으로 증가하였다.

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열처리 온도에 따른 8YSZ 후막의 미세구조 (Heat Treatment Effect on the Microstructure of 8YSZ Thick Film)

  • 한상훈;노효섭;나동명;김광호;이운영;박진성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.106-109
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    • 2011
  • In order to fabricate 8YSZ thick film by silk screen printing, YSZ(yttria-stabilized zirconia) commercial powder was used as starting materials. Paste for screen printing was made by mixing 8YSZ powder and organic vehicles. 8YSZ thick film was formed on $Al_2O_3$ substrate. The crystal structure, and microstructure were investigated. Grain size of 8YSZ was increased with increasing calcination temperature and rapid grain growth was shown after calcination at $1300^{\circ}C$. Microstructure showed the mixture of large and small grain size after $1400^{\circ}C$ sintering. Shrinkage rate of 8YSZ thick film sintered at $1400^{\circ}C$ was more than 40%.

방전플라즈마 소결 공정을 이용한 WC-Co-B4C 소재의 기계적 특성평가 (Mechanical Property Evaluation of WC-Co-B4C Hard Materials by a Spark Plasma Sintering Process)

  • 이정한;박현국
    • 한국재료학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.397-402
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    • 2021
  • In this study, binderless-WC, WC-6 wt%Co, WC-6wt% 1 and 2.5 B4C materials are fabricated by spark plasma sintering process (SPS process). Each fabricated WC material is almost completely dense, with a relative density up to 99.5 % after the simultaneous application of pressure of 60 MPa. The WC added Co and Co-B4C materials resulted in crystalline growth. The WC with HCP crystal structure has respective interfacial energy (basal facet direction: 1.07 ~ 1.34 J·m-2, prismatic direction: 1.43 ~ 3.02 J·m-2) that depends on the grain growth direction. It is confirmed that the continuous grain growth, biased by the basal facet, which has relatively low energy, is promoted at the WC/Co interface. As abnormal grain growth takes place, the grain size increases more than twice from 0.37 to 0.8 um. It is found through analysis that the hardness property also greatly decreases from about 2661.4 to 1721.4 kg/mm2, along with the grain growth.

PZT-PZN 세라믹의 미세구조가 압전 특성 및 TCC 거동에 미치는 영향 (Effect of Microstructure on Piezoelectric Properties and TCC Behavior in PZT-PZN Ceramics)

  • 서인태;최용수;조유리;강형원;김강산;천채일;한승호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제35권5호
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    • pp.445-451
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    • 2022
  • Ultrasonic sensor is suitable as a next-generation autonomous driving assist device because its lower price compared to that of other sensors and its sensing stability in the external environment. Although Pb(Zr, Ti)O3 (PZT)-relaxor ferroelectric system has excellent piezoelectric properties, the change in capacitance is large in the daily operating temperature range due to the low phase transition temperature. Recently, many studies have been conducted to improve the temperature stability of ferroelectric ceramics by controlling the grain size and crystal structure, so it is necessary to study the effect of the grain size on the piezoelectric properties and the temperature stability of PZT-relaxor ferroelectric system. In this study, the piezoelectric properties, phase transition temperature, and temperature coefficient of capacitance (TCC) of 0.9 Pb(Zr1-xTix)O3-0.1 Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 (PZTx-PZN) ceramics with various grain sizes were investigated. PZTx-PZN ceramics with larger grain size showed higher piezoelectric properties and temperature stability, and are expected to be suitable for ultrasonic devices in the future.