• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.306-306
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• 2010

21 세기는 언제, 어디에서, 누구나가 정보를 자유롭게 염가에 이용할 수 있는 유비쿼터스 정보사회가 될 것으로 예상하고 있다. 이러한 유비쿼터스 사회가 실현되기 위해서는 필연적으로 대두되고 있는 과제가 에너지 공급원의 문제이다. 휴대용 전자제품이나 소형 에너지 공급원으로 지금까지 주로 전지가 사용되어 왔지만 이것들은 교환 및 충전이 불가피하다. 이러한 불편함을 개선하기위해 교환과 충전이 불필요하거나 아주 장시간동안 공급해주는 형태의 에너지 공급원의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 에너지 공급원으로 최근에 많은 연구가 되고 있는 것이 주위의 환경으로부터 버려지는 에너지를 수확(harvesting)하여 전력으로 변환하는 에너지 하베스팅 (energy harvesting)기술이 연구 개발되고 있다. 에너지 하베스팅 응용을 위해서 사용되어지는 압전 세라믹스는 전압출력계수 ($g_{33}$)가 커야하는데 이것은 압전상수 ($d_{33}$)와 유전상수 (${\varepsilon}_{\tau}$)의 값에 영향을 받는 것으로 알려져있다. 그 중에서 우수한 전기적 특성 때문에 PZT를 기반으로 하는 압전 세라믹스가 사용되어져왔다. 그러나 Pb의 높은 유독성과 Pb를 포함하는 제품들의 처분문제들로 인해 제조에 관한 많은 문제점들을 지니고있다. 그리하여, Pb를 포함하지 않는 Pb-free계에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 다양한 Pb-free계 후보자들 가운데 $K_{0.5}Na_{0.5}NbO_3$ (KNN)는 높은 큐리온도와 좋은 강유전 특성 및 압전특성 때문에 PZT를 대체할 가장 장래성있는 대안들 중의 하나로 고려되고 있다. 그러나 고온에서 알칼라인 원소들의 높은 휘발성 때문에 보통의 소결공정으로는 소결이 잘되고 치밀한 세라믹스를 얻기가 어렵다. 많은 연구에서 KNN 세라믹스의 소결성을 개선하기 위하여 강유전 또는 반강유전체인 $SrTiP_3$와 $LiTaO_3$를 고용체 형성에 포함시키고 또한 $K_4CuNb_8O_{23}$, $MnO_2$, CuO등과 같은 소결조제를 첨가하여 압전 특성과 소결성을 개선시켰다. 따라서 본 연구에서는 비화학양론적 (1-X)[$[(K_{0.5}Na_{0.5}]_{0.97}(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3]$ + 0.008CuO + 0.2wt% $Ag_2O$ + X $CeMnO_3$의 조성을 사용하여 A사이트와 B 사이트에 각각 Ce이온과 Mn 이온의 치환량을 변화하여 그에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.35-36
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• 2008

PTC thermistor are characterized by an increase in the electrical resistance with temperature. The PTC materials of middle Curie point were produced or that of high Curie point (above $200^{\circ}C$), it was determined that compositional modifications of $Pb^{2+}$ for $Ba^{2+}$ produce change sin the Curie point to higher temperature. PTC ceramic materials with the Curie point above $120^{\circ}C$ were prepared by adding $PbTiO_3$, PbO or $Pb_3O_4$ into $BaTiO_3$. Thereby, adding $Pb^{2+}$ into $BaTiO_3$-based PTC material to improve Tc was studied broadly, however, weal know that PbO was poisonous and prone to volatilize, then to pollute the circumstance and hurt to people, so we should dope other innocuous additives instead of lead to increase Tc of composite PTC material. In order to prepare lead-free $BaTiO_3$-based PTC with middle Curie point, the incorporation on $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$ into $BaTiO_3$-based ceramics was investigated on samples containing 0, 1, 2, 3, 4, and 50mol% of $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$. $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$ was compounded as standby material by conventional solid-state reaction technique. The starting materials were $Bi_2O_3$, $K_2CO_3$, $BaCO_3$ and $TiO_2$ powder, and using solid-state reaction method, too. The microstructures of samples were investigated by SEM, DSC, XRD and dielectric properties. Phase composition and lattice parameters were investigated by X-ray diffraction.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2000.11a
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• pp.11-11
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• 2000

이동통신기술의 급격한 발달로 고주파회로의 packaging과 interconnect 기술의 고성능화 와 저가격화에 대한 새로운 도전이 요구되고 있다‘ 대부분 기존의 무선통신 부품은 P PCB(Printed Wiring Board)기술을 활용하고 있으나 이러한 기술이 점차로 고주파화되는 경 향을 만족시킬수 없어 새로운 고주파 부품기술이 요구되고 있는 실정이다 .. RF 회로를 구성 하기 위하여 PCB소재의 환경적, 치수안정성 문제를 극복하기 위하여 L TCC(Low T Temperature Cofired Ceramics)기술이 최근 주목을 받고 있다. 차세대 이동통신 기술은 수십 GHz 이상의 고주파특성이 우수하고, 고성능의 초소형의 부품을 저가격으로 제조할수 있으며, 시장의 변화에 기민하게 대처할수 있는 기술이 요구되 고 있으며, 이러한 기술적 필요성에 부합할수 있도록 LTCC 기술이 제안되었다. 이러한 C Ceramic Interconnect 기술은 높은 신뢰성을 바탕으로 fine patterning 기술과 저가의 m metallizing 기술로 가능하게 되었다. 초고주파 통신부품기술은 미국과 유럽 등을 중심으로 G GHz 대역또는 mm wave 대역의 기술에 대하여 치열한 기술개발 경쟁을 벌이고 있으며, 이 러한 고주파 패키징 기술을 바탕으로 미래의 군사, 항공, 우주 및 이동통신 기술에 지대한 영향을 미칠수 있는 기반기술로 자리잡을 전망이다. L LTCC 기술은 기존의 후막혼성기술에 비하여 공정이 단순하고 대량생산이 가능하고 가 격이 비교적 저렴하다. 또한 다층구조로 제작할수 있고, 수동소자를 내장할수 있어 회로의 소형화와 고밀도화가 가능하다. 특히 무선으로 초고속 정보를 처리하기 위하여 이동통신기 기의 고주파화가 빠르게 진행됨에 따라서 고분자재료에 비하여 고주파특성이 우수할뿐아니 라 환경적, 치수안정성이 우수한 세라믹소재플 사용함으로써 고주파 손실율을 저감할 수 있 다 .. LTCC 기술은 후막회로 기술과 tape dielectric 기술이 결합된 기술이다. 표준화된 소재 와 공정기술을 활용하여 저가격으로 고성능소자플 제작할 수 있으며, 전극재료로서 높은 전 도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au 및 Pd! Ag릎 사용함으로써 고주파 손실을 저감시킬 수 있다. L LTCC 기술이 최종적으로 소형화, 고기능 고주파 부품기술로 지속적으로 발전하기 위하여 무수축(Zero shrinkage) 소성기술, 광식각 후막기술 등이 원천기술로서 확립될 수 있어야 하 며, 특히 국내의 이동통신 기술에 대한 막대한 투자에도 불구하고 차세대 이동통신 부품기 술에 대한 개발은 상대적으로 미흡한 실정이므로 국내에 LTCC 관련 소재공정 및 부품소자 기술에 대한 개발투자가 시급히 이루워져야 할 것으로 판단된다. 본 발표에서는 지금까지 국내외 LTCC 기술의 발전과정을 정리하였고, 현재 이 기술의 응용과 소재와 공정을 중심으로한 개발현황에 대하여 조사하였으며, 앞으로 LTCC가 발전 해야할 방향을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.57-58
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• 2008

PTC thermistor are characterized by an increase in the electrical resistance with temperature. The PTC materials of middle Curie point were produced or that of high Curie point (above $200^{\circ}C$), it was determined that compositional modifications of $Pb^{2+}$ for $Ba^{2+}$ produce change sin the Curie point to higher temperature. PTC ceramic materials with the Curie point above $120^{\circ}C$ were prepared by adding $PbTiO_3$, PbO or $Pb_3O_4$ into $BaTiO_3$. Thereby, adding $Pb^{2+}$ into $BaTiO_3$-based PTC material to improve Tc was studied broadly, however, weal know that PbO was poisonous and prone to volatilize, then to pollute the circumstance and hurt to people, so we should dope other innocuous additives instead of lead to increase Tc of composite PTC material. In order to prepare lead-free $BaTiO_3$-based PTC with middle Curie point, the incorporation on $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$ into $BaTiO_3$-based ceramics was investigated on samples containing 0, 1, 2, 3, 4, and 50mol% of $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$. $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$ was compounded as standby material by conventional solid-state reaction technique. The starting materials were $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$, $BaCO_3$, $TiO_2$ and $Y_2O_3$ powder, and using solid-state reaction method, too. The microstructures of samples were investigated by SEM, DSC, XRD and dielectric properties. Phase composition and lattice parameters were investigated by X-ray diffraction.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06a
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• pp.75-87
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• 1996

This review is presented under the following headings: 1.Introduction 1.1 Brief review of the properties of AlN 1.2 Historical survey of work on ceramic and single crystal AlN 2.Thermochemical background 3.Crystal growth 4.Doping 5.Potential applications and future work The known properties of AlN which make it of interest for various are discussed briefly. The properties include chemical stability, crystal structure and lattice constants, refractive indices and other optical properties, dielectric constant, surface acoustic wave velocity and thermal conductivity. The history of work in single crystals, thin films and ceramics are outlined and the thermochemistry of AlN reviewed together with some of the relevant properties of aluminium and nitrogen; the problems encountered in growing crystals of AlN are shown to arise directly from these thermochemical relationships. Methods have been reported in the literature for growing AlN crystals from melts, solution and vapour and these methods are compared critically. It is proposed that the only practicable approach to the growth of AlN is by vapour phase methods. All vapour based procedures share the share the same problems: $.$the difficulty of preventing contamination by oxygen & carbon $.$the high bond energy of molecular nitrogen $.$the refractory nature of AlN (melting point~3073K at 100ats.) $.$the high reactivity of Al at high temperatures It is shown that the growth of epitactic layers and polycrystalline layers present additional problems: $.$chemical incompatibility of substrates $.$crystallographic mismatch of substrates $.$thermal mismatch of substrates The result of all these problems is that there is no good substrate material for the growth of AlN layers. Organometallic precursors which contain an Al-N bond have been used recently to deposit AlN layers but organometallic precursors gave the disadvantage of giving significant carbon contamination. Organometallic precursors which contain an Al-N bound have been used recently to deposit AlN layers but organometallic precursors have the disadvantage of giving significant carbon contamination. It is conclude that progress in the application of AlN to optical and electronic devices will be made only if considerable effort is devoted to the growth of larges, pure (and particularly, oxygen-free) crystals. Progress in applications of epi-layers and ceramic AlN would almost certainly be assisted also by the availability of more reliable data on the pure material. The essential features of any stategy for the growth of AlN from the vapour are outlined and discussed.