• 한국세라믹학회지
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• 제56권6호
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• pp.549-557
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• 2019

More than two decades of world-wide research efforts have resulted in several classes of potentially important materials. Among them are incipient piezoelectrics, which are especially useful for actuator applications. However, relatively large electric fields are required for activating the large incipient electromechanical strains. So far, many attempts have been made to reduce the required electric field by intentionally inhomogenizing the electric field distribution in the microstructure through core-shell and composite approaches. Here, we show that electric field concentration can be realized simply by adjusting electrode patterns. We have investigated the effect of electrode patterning on the incipient electromechanical strain properties of an exemplarily chosen lead-free relaxor system, revealing that electrode patterning does have a significant role on the strain properties of the given lead-free relaxor system. We believe that this approach would make a new strategy for ones to consider bringing the functional properties of electroceramics beyond their conventional limit.

• 한국재료학회지
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• 제28권4호
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• pp.235-240
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• 2018

We propose a speedy two-step deposit process to form an Au electrode on hole transport layer(HTL) without any damage using a general thermal evaporator in a perovskite solar cell(PSC). An Au electrode with a thickness of 70 nm was prepared with one-step and two-step processes using a general thermal evaporator with a 30 cm source-substrate distance and $6.0{\times}10^{-6}$ torr vacuum. The one-step process deposits the Au film with the desirable thickness through a source power of 60 and 100 W at a time. The two-step process deposits a 7 nm-thick buffer layer with source power of 60, 70, and 80 W, and then deposits the remaining film thickness at higher source power of 80, 90, and 100 W. The photovoltaic properties and microstructure of these PSC devices with a glass/FTO/$TiO_2$/perovskite/HTL/Au electrode were measured by a solar simulator and field emission scanning electron microscope. The one-step process showed a low depo-temperature of $88.5^{\circ}C$ with a long deposition time of 90 minutes at 60 W. It showed a high depo-temperature of $135.4^{\circ}C$ with a short deposition time of 8 minutes at 100 W. All the samples showed an ECE lower than 2.8 % due to damage on the HTL. The two-step process offered an ECE higher than 6.25 % without HTL damage through a deposition temperature lower than $88^{\circ}C$ and a short deposition time within 20 minutes in general. Therefore, the proposed two-step process is favorable to produce an Au electrode layer for the PSC device with a general thermal evaporator.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.69-69
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• 2017

For several decades, industrial processes consume a huge amount of raw water for various objects that consequently results in the generation of large amounts of wastewater. There effluents are mainly treated by conventional technologies such are aerobic, anaerobic treatment and chemical coagulation. But, there processes are not suitable for eliminating all hazardous chemical compounds form wastewater and generate a large amount of toxic sludge. Therefore, other processes have been studied and applied together with these techniques to enhance purification results. These techniques include photocatalysis, absorption, advanced oxidation processes, and ozonation, but also have their own drawbacks. In recent years, electrochemical techniques have received attention as wastewater treatment process that show higher purification results and low toxic sludge. There are many kinds of electrode materials for electrochemical process, among them, boron doped diamond (BDD) attracts attention due to good chemical and electrochemical stability, long lifetime and wide potential window that necessary properties for anode electrode. So, there are many researches about high quality BDD, among them, researches are focused BDD on Si substrate. But, Si substrate is hard to apply electrode application due to the brittleness and low life time. And other substrates are also not suitable for wastewater treatment electrode due to high cost. To solve these problems, Ti has been candidate as substrate in consideration of cost and properties. But there are critical issues about adhesion that must be overcome to apply Ti as substrate. In this study, to overcome this problem, TiN interlayer is introduced between BDD and Ti substrate. TiN has higher electrical and thermal conductivity, melting point, and similar crystalline structure with diamond. The TiN interlayer was deposited by reactive DC magnetron sputtering (DCMS) with thickness of 50 nm, $1{\mu}m$. The microstructure of BDD films with TiN interlayer were estimated by FE-SEM and XRD. There are no significant differences in surface grain size despite of various interlayer. In wastewater treatment results, the BDD electrode with TiN (50nm) showed the highest electrolysis speed at livestock wastewater treatment experiments. It is thought to be that TiN with thickness of 50 nm successfully suppressed formation of TiC that harmful to adhesion. And TiN with thickness of $1{\mu}m$ cannot suppress TiC formation.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제5권4호
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• pp.357-362
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• 1999

ZnO varistors containing cobalt, praseodymium and calcium oxides were prepared. The current-voltage charcteristics and microstructures of the specimens were investigated with respect to calcium addition and sintering temperature. The potential barrier heights and the carrier densities were estimated from C-V relations. The compatibility of Ag-Pd as an internal electrode for multilayer chip varistor was also examined.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권4호
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• pp.403-409
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• 1999

RF 마그네트론 스퍼터링방법으로 Pt/Ti/NON/Si 기판 위에 $Ba_{0.66}$$Sr_{0.38}$$TiO_{3}$(BST) 박막을 증착한 다음 유전 및 초전특성을 살펴보았다. BST 박막을 증착할 때 기판온도를 300~-$600^{\circ}C$로 변화시킨 결과 기판온도가 증가할수록 박막의 결정성과 입도가 증가하여 유전율과 초전계수가 증가하였다. 한편 하부전극인 Pt의 증착조건이 BST 박막의 몰성에 미치는 영향도 살펴보았다. Pt의 증착온도와 Pt의 미세구조와 결정성뿐만 아니라 상부에 형성된 BST 박막의 배향성에도 큰 영향을 미쳤으며, 그 결과 BST의 초전특성에도 큰 영향을 미쳤다. BST 박막과 Pt 하부전극의 증착조건을 적정화함으로써 본 연구에엇는 상온에서 초전계수가 240 $nCcm^{-2}K^{-1}$인 BST 박막을 얻었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.181-181
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• 2007

PTCR 세라믹스를 적층형 부품으로 제조할 경우 소형화, 저 저항화 및 과전류 유입 시 빠른 응답특성을 갖는다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 적층형 부품제조시에는 내부전극재가 부품소자의 물성에 중요한 영향을 미친다. 특히 우수한 옴성 접촉(Ohmic Contact)을 갖는 Zn, Fe, Sn, Ni 등의 적층 PTC용 전극재는 높은 산화특성으로 인해 재산화 과정에서의 비옴성 접촉(Non-ohmic contact)을 갖게 되어 PTC 특성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 적층형 PTCR 세라믹스의 내부전극재와 반도체 세라믹층의 동시소성거동 및 적층 PTCR 세라믹스의 전기적 특성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 내부전극재로는 Ni 전극을 사용하였고, Ni 전극용 paste로는 무공제 paste, 반도체 세라믹공제 paste, $BaTiO_3$ 공제 paste의 3종 전극재가 이용되었다. 적층형 PTCR 세라믹스의 제조공정은 테이프 캐스팅(Tape casting), 내부전극인쇄, 적층 및 동시소성을 포함하는 적층화공정을 적용하였다. 각각의 전극 paste를 적용하여 제조된 chip은 미세구조관찰, I-V특성, R-T특성 등을 평가하여 내부전극내 세라믹공제의 영향을 고찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제12권4호
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• pp.269-273
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• 2002

The NASICON solid electrolyte films, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$(1.5< x < 2.3), was prepared from ceramic slurry by modified doctor-blade process. The NASICON solid electrolyte and fabricated sensors, Pt-electrode/NASICON/Carbonate$(Na_2CO_3-K_2CO_3CaCO_3\; system)$ electrode, were investigated to measure phase, microstructure and e.m.f variation for sensing $CO_2$ concentration. The uniform grain size of $2-4{\mu}m$ and major phase of sodium zirconium silicon phosphate phase, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$was identified with X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy, respectively. The Nernst's slope of 84 mV/decade for $CO_2$ concentration from 500 to 8000 ppm was obtained at operating temperature of $400^{\circ}C$.

• 한국재료학회지
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• 제21권6호
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• pp.309-313
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• 2011

The power capacitors used as vehicle inverters must have a small size, high capacitance, high voltage, fast response and wide operating temperature. Our thin film capacitor was fabricated by alumina layers as a dielectric material and a metal electrode instead of a liquid electrolyte in an aluminum electrolytic capacitor. We analyzed the micro structures and the electrical properties of the thin film capacitors fabricated by nano-channel alumina and metal electrodes. The metal electrode was filled into the alumina nano-channel by electroless nickel plating with polyethylene glycol and a palladium catalyst. The spherical metals were formed inside the alumina nano pores. The breakdown voltage and leakage current increased by the chemical reaction of the alumina layer and $PdCl_2$ solution. The thickness of the electroless plated nickel layer was 300 nm. We observed the nano pores in the interface between the alumina layer and the metal electrode. The alumina capacitors with nickel electrodes had a capacitance density of 100 $nF/cm^2$, dielectric loss of 0.01, breakdown voltage of 0.7MV/cm and leakage current of $10^4{\mu}A$.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.68-74
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• 2015

본 실험에서는 리튬이차전지의 고용량 음극활물질로 주목받는 Si 합금의 부피팽창을 억제하기 위한 방법의 하나인 비활성-matrix상을 이용하고, 상태도를 이용하여 동일한 용량을 발현하는 Si계 이원계 합금 (Cr-Si, Ni-Si) 조성에서의 미세구조 및 전기화학적 특성을 비교/분석하였다. 급속응고공정(Rapid Solidification Process, Melt-spinning법)를 이용하여 동일조건하에서 리본 모양의 합금을 제작하였고, 제작된 리본합금은 동일조건에서 분쇄하여 X-선회절 (X-Ray Diffraction) 분석을 실시하였다. XRD 분석 결과, 상태도에서 예측된 것과 같이, 두 합금 모두 Si 상 및 비활성-matrix상($CrSi_2$ 및 $NiSi_2$)이 관찰되었으며, 이외의 제3의 상은 관찰되지 않았다. 또한, 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 및 투과전자현미경-에너지분산분광법(TEM-EDS, Transmission Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)으로 미세구조를 살펴본 결과 Cr-Si 합금의 미세구조가 Ni-Si 합금보다 fine한 것을 알 수 있었고 이것은 상태도로부터 예측 가능하였다. 두 합금 조성에서 미세구조에 따른 전기화학적 특성을 비교 평가하기 위해 코인형 하프셀과 풀셀로 충방전 실험을 진행하였고 이와 별도로, 전극의 두께변화 측정이 가능하게 설계된 시험셀을 이용하여 반응 중 Si의 수축팽창을 측정하였다. coarse한 미세구조를 가진 Ni-Si 합금보다 fine한 미세구조를 갖는 Cr-Si 합금의 전극팽창이 비교적 잘 억제됨을 확인하였고, 충방전에 따른 수명 내구성도 우수함을 확인하였다. 이런 결과들로부터 합금의 조성에 따른 미세구조, 체적변화 및 전기화학적 열화와의 연관성을 유추할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.43-48
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• 2007

LTCC 기판제작에 있어서 Post 전극형성은 실제 IC 및 수동부품을 탑재하는 Pad 형성 부분으로 전극 표면의 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 일반적인 전기로를 이용한 post 전극 소성시 발생되는 문제점들 개선하여 마이크로파 소결을 통한 전극 미세 구조의 치밀화 및 이에 따른 신뢰성 기초 평가를 진행하였다. 일반적인 전기로와 마이크로파 소결 조건에 따른 전극과 LTCC 세라믹 상태를 평가하였다. 또한 과소성 및 탈바인더 공정시 Out gas 불충분에 의한 전극 부풀림 현상을 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있었으며 실제 solder ball 형성후 실장형 전극의 고착강도를 측정한 결과 기존 전기로에 비해서 30% 고착강도가 증가 하였다. 또한 소결시간을 기존 전기로 10시간에 비해 30분 정도에서 소결 공정이 이루어지므로 95%정도 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 소성로 설계를 통한 양산성, 효율성에 크게 증대되리라 예상된다.