• 한국전자파학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.860-865
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• 2006

본 논문에서는 가변형 $Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)$ Pyrochlore 박막을 이용한 고가변형 inter-digital capacitor를 제안하였다. 가장자리 전계 효과를 이용한 가변성의 향상과 DC 전압의 감소를 위해 inter-digital capacitor의 전극이 박막 내부에 삽입되었다. 2.5D simulator를 이용한 설계 결과, 제 안된 구조의 inter-digital capacitor(IDC)가 일반적인 구조의 IDC에 비해 가변성이 10 % 향상되었다. 제안된 IDC는 설계 결과를 바탕으로 실리콘 기판 위에 BZN 박막을 이용하여 제작되었다. BZN 박막은 reactive RF magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었다. 제작된 inter-digital capacitor는 5.8 GHz와 18 V의 DC 인가 전압에서 최대 가변율이 50 %였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권8호
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• pp.392-398
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• 2006

The properties of tunable dielectric materials on RF frequency band are important high tunability and low loss for RF variable devices, variable capacitor, phased array antenna and other components application. Various composite of BST(barium strontium titanate) ratio combined with other non-electrical active oxide ceramics have been formulated for such uses. We present the tunable properties and Curie temperature on BST thick films. The grain growth of the weight ratio of $BaTiO_3$ increased. This can be explained by the substitute $Sr^{2+}$ ion for $Ba^{2+}$ ion in the $BaTiO_3$ system. The Curie temperature was shifted to lower temperature with increasing $SrTiO_3$in the $BaTiO_3-SrTiO_3$ system, because of decreasing the lattice constant. Also, the dielectric constant, tunability and K-factor of $(Ba_xSr_{1-x})TiO_3$ at over the Curie temperature decreased, at over the $60^{\circ}C$ fixation, maximum dielectric constant at Curie temperature and hence sharper phase transformation occurred at Curie temperature. The result were interpreted as a process of internal stress relaxation resulting form the increase of $90^{\circ}$ domains induced the BST. As a result, It is concluded that over the Curie temperature, frequency response and DC field effect for the tunable properties of BST thick film are suppressed by the transition broadening. For the application of tunable devices, that the curie temperature was investigated to be increased.

• 한국재료학회지
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• 제34권1호
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• pp.34-43
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• 2024

New piezoelectric and triboelectric materials for energy harvesting are being widely researched to reduce their processing cost and complexity and to improve their energy conversion efficiency. In this study, BaTiO₃ films of various thickness were deposited on Ni foams by R.F. magnetron sputtering to study the piezoelectric and triboelectric properties of the porous spongy structure materials. Then piezoelectric nanogenerators (PENGs) were prepared with spongy structured BaTiO₃ and PDMS composite. The output performance exhibited a positive dependence on the thickness of the BaTiO₃ film, pushing load, and poling. The PENG output voltage and current were 4.4 V and 0.453 ㎂ at an applied stress of 120 N when poled with a 300 kV/cm electric field. The electrical properties of the fabricated PENG were stable even after 5,000 cycles of durability testing. The triboelectric nanogenerators (TENGs) were fabricated using spongy structured BaTiO₃ and various polymer films as dielectrics and operated in a vertical contact separation mode. The maximum peak to peak voltage and current of the composite film-based triboelectric nanogenerator were 63.2 V and 6 ㎂, respectively. This study offers new insights into the design and fabrication of high output nanogenerators using spongy structured materials.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.939-943
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• 2011

In this paper, reliability of the two sandwiched MIM capacitors of $Al_2O_3-HfO_2-Al_2O_3$ (AHA) and $SiO_2-HfO_2-SiO_2$ (SHS) with hafnium-based dielectrics was analyzed using two kinds of voltage stress; DC and AC voltage stresses. Two MIM capacitors have high capacitance density (8.1 fF/${\mu}m^2$ and 5.2 fF/${\mu}m^2$) over the entire frequency range and low leakage current density of ~1 nA/$cm^2$ at room temperature and 1 V. The charge trapping in the dielectric shows that the relative variation of capacitance (${\Delta}C/C_0$) increases and the variation of voltage linearity (${\alpha}$/${\alpha}_0$) gradually decreases with stress-time under two types of voltage stress. It is also shown that DC voltage stress induced greater variation of capacitance density and voltage linearity than AC voltage stress.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.219-226
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• 2013

차세대 전자 디스플레이 관련 제품의 휴대편리성, 유연성, 경량화, 대형화 등의 요구조건을 확보할 수 있는 유기반도체 소재기반 소프트 일렉트로닉스에 많은 관심이 모아지고 있다. 소프트 일렉트로닉스의 응용분야로는 전자 신문, 전자 책, 스마트카드, RFID 태그, 태양전지, 휴대용 컴퓨터, 센서, 메모리 등이 있으며, 핵심소자는 유기 전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistor, OFET)이다. OFET의 고성능화를 위해서는 유기반도체, 절연체, 전극 구성소재들이 최적화 구조를 형성하도록 적층되어야 한다. 필름형성화 과정에서 대부분의 유기반도체 소재는 결합력이 약한 van der Waals 결합으로 자기조립 결정구조를 형성하므로, 이들의 결정성 필름구조는 주위 환경(공정변수 및 기질특성)에 의해 크게 달라진다. 특히 기질의 표면 에너지(surface energy) 및 표면 거칠기(surface roughness)에 따라 유기반도체 박막 내 결정 구조 및 배향 등은 크게 달라져, OFET의 전기적 특성에 큰 차이를 미친다. 유기친화적 절연층 소재 및 표면개질화는 전하이동에 유리하도록 용액 및 증착공정 유기반도체 박막의 결정구조 및 배향을 유도시켜 OFET의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.131-137
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• 2008

실리콘 박막 코팅을 이용한 WDM용 파장가변 실리콘 파브리-페로 열광학 필터를 제안하고 실험하였다. 실리콘 파브리-페로 파장가변 필터는 일반적인 실리콘 웨이퍼를 CMP 공정을 통해 100${\mu}m{\pm}$1%의 두께로 가공하여 양면에 거울면을 갖도록 박막 코팅하고 온도를 변화시키기 위해 PTC 써미스터를 부착하여 제작하였다. 거울면의 형성은 1550nm를 중심 파장을 갖도록 양면에 굴절율이 다른 물질 $SiO_2$($n_{low}$=1.44)와 a-Si($n_{high}$=3.48)을 ${\lambda}$/4의 두께로 증착시켜 2층 박막과 3층 박막의 거울면을 제작하였다. 실험결과, 2층 박막의 경우 FSR이 3.61nm, FWHM이 0.56nm, finesse가 6.4로 나타났고, 3층 박막의 경우 FSR이 3.36nm, FWHM이 0.13nm, finesse가 25.5로 나타났다. 열광학 효과에 의한 파장 이동은 2층 박막 거울을 가진 필터의 경우 온도가 $23^{\circ}C$에서 투과 중심 파장이 1549.73nm $30^{\circ}C$에서 1550.91nm, $60^{\circ}C$에서 1553.46nm로 파장 이동을 하였고, 3층 박막 거울을 가진 필터의 경우는 온도가 $23^{\circ}C$에서 투과 중심 파장이 1549.83nm, $30^{\circ}C$에서 1550.92nm, $60^{\circ}C$에서 1553.07nm로 파장 이동을 하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권1호
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• pp.39-45
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• 2005

본 논문은 밀리미터파를 이용한 무혈혈당측정기 개발의 기초연구로서, 높은 유전손실을 지닌 유전체의 반사 유전특성 측정법을 제시하고, 이에 의해 10～90 GHz의 밀리미터파 대역에서 글루코오스 농도에 따른 글루코오스 수용액 및 글루코오스 -0.9% NaCl 용액의 유전특성 변화를 조사하였다. 제시된 측정법은 측정 유전제의 앞단에 평행평면판을 배치하여 측정 주파수대역 내에서 전력반사계수가 최소가 되는 최소반사조건이 형성되도록 하고, 이 조건에서 측정된 최소 전력반사계수와 주파수로부터 측정 유전체의 유전특성을 결정할 수 있는 방법이다. 순수의 유전특성에 대한 측정 결과들은 제시된 측정법의 타당성을 입증하였다. 또한 10～90 GHz 대역에서 글루코오스 농도 변화에 따른 글루코오스 용액 및 글루코오스 -0.9% NaCl 용액들의 유전특성 변화에 대한 실험을 통해, 타 대역에 비해 30～45 GHz 범위에서 글루코오스 농도 변화에 의한 각 용액들의 유전특성의 변화가 최대임을 알 수 있었다. 이를 통해 본 측정법에서 전력반사계수와 주파수의 측정 정밀도가 각각 ±0.1 dB와 ±0.01 GHz일 경우, 대략 3 mole/L 정도의 분해능으로 용액 내 글루코오스 농도 변화를 측정할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.407-410
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• 2018

일반적으로 전자파의 동작 주파수가 높아짐에 따라 최대 출력이 작아지고, 파동의 파장도 작아지기 때문에, 회로의 크기도 작아질 수밖에 없다. 특히, kW급 이상의 고출력 테라헤르츠파 주파수 대역의 회로를 제작하려면, ${\mu}m{\sim}mm$ 규모의 회로 크기 문제 때문에 제작에 한계점이 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 본 논문에서는 회로의 지름이 2.4 cm 정도의 원통형으로, 0.1 THz~0.3 GW급의 발생원 설계 기술을 제안한다. 판드로모티브 힘이 생기는 플라즈마 항적장 가속원리와 인위적인 유전체 활용한 체렌코프방사 발생 기술 기반의 고출력 전자파 발생원의 최적화된 설계를 위해 모델링 및 전산모사를 수행하였다. 객관적인 검증 과정을 통해 회로의 크기에 제한을 덜 받도록 하는 대구경 형태의 고출력 테라헤르츠파 진공소자 제작이 용이하도록 효과적인 설계의 가이드라인을 제시하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제27권2호
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• pp.137-143
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• 2010

Oxide semiconductors Thin-film transistors are an exemplified one owing to its excellent ambient stability and optical transparency. In particular zinc oxide (ZnO) has been reported because It has stability in air, a high electron mobility, transparency and low light sensitivity, compared to any other materials. For this reasons, ZnO TFTs have been studied actively. Furthermore, we expected that would be satisfy the demands of flexible display in new generation. In order to do that, ZnO TFTs must be fabricated that flexible substrate can sustain operating temperature. So, In this paper we have studied low-temperature process of zinc oxide(ZnO) thin-film transistors (TFTs) based on silicon nitride ($SiN_x$)/cross-linked poly-vinylphenol (C-PVP) as gate dielectric. TFTs based on oxide fabricated by Low-temperature process were similar to electrical characteristics in comparison to conventional TFTs. These results were in comparison to device with $SiN_x$/low-temperature C-PVP or $SiN_x$/conventional C-PVP. The ZnO TFTs fabricated by low-temperature process exhibited a field-effect mobility of $0.205\;cm^2/Vs$, a thresholdvoltage of 13.56 V and an on/off ratio of $5.73{\times}10^6$. As a result, We applied experimental for flexible PET substrate and showed that can be used to ZnO TFTs for flexible application.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.344-344
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• 2014

Transparent amorphous oxide semiconductors such as a In-Ga-Zn-O (a-IGZO) have advantages for large area electronic devices; e.g., uniform deposition at a large area, optical transparency, a smooth surface, and large electron mobility >10 cm2/Vs, which is more than an order of magnitude larger than that of hydrogen amorphous silicon (a-Si;H).1) Thin film transistors (TFTs) that employ amorphous oxide semiconductors such as ZnO, In-Ga-Zn-O, or Hf-In-Zn-O (HIZO) are currently subject of intensive study owing to their high potential for application in flat panel displays. The device fabrication process involves a series of thin film deposition and photolithographic patterning steps. In order to minimize contamination, the substrates usually undergo a cleaning procedure using deionized water, before and after the growth of thin films by sputtering methods. The devices structure were fabricated top-contact gate TFTs using the a-IGZO films on the plastic substrates. The channel width and length were 80 and 20 um, respectively. The source and drain electrode regions were defined by photolithography and wet etching process. The electrodes consisting of Ti(15 nm)/Al(120 nm)/Ti(15nm) trilayers were deposited by direct current sputtering. The 30 nm thickness active IGZO layer deposited by rf magnetron sputtering at room temperature. The deposition condition is as follows: a rf power 200 W, a pressure of 5 mtorr, 10% of oxygen [O2/(O2+Ar)=0.1], and room temperature. A 9-nm-thick Al2O3 layer was formed as a first, third gate insulator by ALD deposition. A 290-nm-thick SS6908 organic dielectrics formed as second gate insulator by spin-coating. The schematic structure of the IGZO TFT is top gate contact geometry device structure for typical TFTs fabricated in this study. Drain current (IDS) versus drain-source voltage (VDS) output characteristics curve of a IGZO TFTs fabricated using the 3-layer gate insulator on a plastic substrate and log(IDS)-gate voltage (VG) characteristics for typical IGZO TFTs. The TFTs device has a channel width (W) of $80{\mu}m$ and a channel length (L) of $20{\mu}m$. The IDS-VDS curves showed well-defined transistor characteristics with saturation effects at VG>-10 V and VDS>-20 V for the inkjet printing IGZO device. The carrier charge mobility was determined to be 15.18 cm^2 V-1s-1 with FET threshold voltage of -3 V and on/off current ratio 10^9.