• 제목/요약/키워드: Hopping conduction

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Structural and electrical properties of lead free ceramic: Ba(Nd1/2Nb1/2)O3

  • Nath, K. Amar;Prasad, K.;Chandra, K.P.;Kulkarni, A.R.
    • Advances in materials Research
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    • 제2권2호
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    • pp.119-131
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    • 2013
  • Impedance and electrical conduction studies of $Ba(Nd_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ ceramic prepared using conventional high temperature solid-state reaction technique are presented. The crystal symmetry, space group and unit cell dimensions were estimated using Rietveld analysis. X-ray diffraction analysis indicated the formation of a single-phase cubic structure with space group $Pm\bar{3}m$. Energy dispersive X-ray analysis and scanning electron microscopy studies were carried to study the quality and purity of compound. The circuit model fittings were carried out using the impedance data to find the correlation between the response of real system and idealized model electrical circuit. Complex impedance analyses suggested the dielectric relaxation to be of non-Debye type and negative temperature coefficient of resistance character. The correlated barrier hopping model was employed to successfully explain the mechanism of charge transport in $Ba(Nd_{1/2}Nb_{1/2})O_3$. The ac conductivity data were used to evaluate the density of states at Fermi level, minimum hopping length and apparent activation energy.

비선형광학 단결정 KTP의 상전이 및 완화특성에 관한 연구 (Phase Transition and Relaxation Properties of Nonlinear-Optical KTP Single Crystal)

  • 최병춘
    • 센서학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.386-393
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    • 1998
  • 비선형광학 단결정 KTP에 대해 고온 분말 X-선 회절실험과 복소 유전상수 측정실험 등을 수행하였다. 고온분말 X-선 회절 실험 결과를 Lipson과 Cohen의 해석적 방법을 사용하여 분석하였으며, 그 결과 $900^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 어떠한 구조상전이도 없음을 확인하였다. 그리고 KTP는 $900^{\circ}C$ 이상에서 구조상전이가 있으며, 상전이 온도 이상의 온도영역에서도 직방정계(orthorhombic)에 속함을 확인하였다. 한편, 복소 유전상수 측정결과를 현상론적인 유전완화식에 적용하였으며, 이로부터 $K^+$ 이온의 hopping에 의한 KTP의 유전완화 mechanism은 $-78^{\circ}C$부터 $200^{\circ}C$까지 단일모드로 Cole-Cole relation을 만족함을 알았다. 이때 완화시간은 Vogel-Fulcher relation을 따르고 있으며, $200^{\circ}C$ 이상의 온도영역에서는 hopping mechanism과 더불어 열적으로 활성화된 확산 mechanism이 KTP의 전도특성을 지배하는 것으로 보인다.

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고유전 (Ba, Sr) $TiO_3$ 박막 커패시터의 저전계 영역에서의 전기전도기구 (Electrical Conduction Mechanism of (Ba, Sr) $TiO_3$ Thin Film Capacitor in Low Electric Field Region)

  • 장훈;장병탁;차선용;이희철
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권6호
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    • pp.44-51
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    • 1999
  • High density DRAM의 cell capacitor로 촉망 받고 있는 고유전체 BST박막 커패시터의 저 전계(<0.2MV/cm) 영역에서의 전기전도 현상을 분석하였다. 저 전계 영역에서 Pt/BST/Pt구조의 MIM 커패시터에 일정 전계를 인가한 후 전류를 측정하는 I(t)방법을 이용하여 유전완화전류와 누설전류를 분리해내어 박막의 측정온도 변화, 전계의 크기, 인가방향 변화, 후속 열처리에 따른 BST 박막의 전기전도 기구를 분석하였다. 그 결과, 유전완화전류는 Hoppiong process에 의한 BST박막내부의 trap된 전자들의 이동에 의한 전하재배치로 설명되어지며, 누설전류도 박막내의 trap에 의한 poole-Frenkel process에 의한 것임을 알 수 있었다. 그리고 각 전류성분에 기억하고 있는 trap이 BST박막내의 산호 결핍임을 추정하였다.

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고체전해질용 CuO-$P_{2}O_{5}$-$Nb_{2}O_{5}$-$V_{2}O_{5}$계 유리의 결정화와 전기전도도 (Crystallization and conductivity of CuO--$P_{2}O_{5}$-$Nb_{2}O_{5}$-$V_{2}O_{5}$Glasses for Solid State Eletrolyte)

  • 손명모;이헌수;김종욱;김윤선;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.475-480
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    • 2001
  • Glasses in he system CuO-P$_2$O$_{5}$ -Nb$_2$O$_{5}$ -Nb$_2$O$_{5}$ -V$_2$O$_{5}$ were prepared by a press-quenching method on the copper plate. the glass-ceramics from these glasses were obtained by post-heat treatment, and the crystallization behavior and DC conductivities were determined. The conductivities of the glasses were range from 10$^{-6}$ s.$cm^{-1}$ / at room temperature ,but the conductivities of the glass-ceramics were 10$^{-3}$ s.$cm^{-1}$ / increased by 10$^3$ order. The crystalline product in the glass-ceramics was CuV$_2$O$_{6}$ . the crystal growth of CuV$_2$O$_{6}$ phase increased with heat-treatment conditions. The linear relationship between il($\sigma$T) and T$^{-1}$ suggested that the electrical conduction in the present glass-ceramics would be due to a small polaron hopping(SPH) mechanism.

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고체 전해질용 $CuO-P_2O_5-V_2O_5$ 유리의 결정화와 전기 전도도 (Crystallization and Electrical properties of $CuO-P_2O_5-V_2O_5$ Glass for solid state Electrolyte)

  • 손명모;이헌수;전연수;구할본;이상근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.934-937
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    • 2003
  • Glasses in the system $CuO-P_2O_5-V_2O_5$ were prepared by a press-quenching method on the copper plate. The glass-ceramics from these glasses were obtained by post-heat treatment, and the crystallization behavior and DC conductivities were determined. The conductivities of the glasses were range from $10^{-6}s.Cm^{-1}$ at room temperature, but the conductivities of the glass-ceramics were $10^{-3}s.Cm^{-1}$ increased by $10^3$ order. The crystalline product in the glass-ceramics was $CuV_2O_6$. Heat-treatment conditions influenced the crystal growth of $CuV_2O_6$ and conductivity. The linear relationship between in (${\sigma}T$) and $T^{-1}$ suggested that the electrical conduction in the present glass-ceramics would be due to a small polaron hopping(SPH) mechanism.

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Electrical Properties of Poly (1,4-phenylene vinylene-co-2,5-dimethoxy-1,4-phenylene vinylene)s and Poly(1,4-phenylene vinylene-co-2,5-thienylene vinylene)s

  • Hong-Ku Shim;Sae-Kyung Kim;Jung-Il Jin;Kil-Ho Kim;Yung-Woo Park
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제11권1호
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    • pp.11-15
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    • 1990
  • The temperature dependence of electrical conductivities and thermoelectric power of $I_2$-doped poly(1,4-penylene vinylene-co-2,5-dimethoxy-1,4-phenylene vinylene)s [poly(PV-co-DMPV)] and poly(1,4-phenylene vinylene-co-2,5-thienylene vinylene)s [poly(PV-co-TV)] were studied. The former copolymers were also doped with $FeCl_3$. All the samples used were in thin film forms. The temperature dependence of electrical conductivity implies that the variable range hopping conduction mechanism applises to these systems. The activation energy for the electrical conduction in dimethoxy-phenylene vinylene (DMPV) copolymers ranged from about 7 to 30 meV depending on the polymer composition and the nature of the dopant. It was significantly higher for $I_2$-doped thienylene vinylene (TV) copolymers, namely 90-200 meV. The values of the room temperature thermoelectric power were $30-70{\mu}V/K$ for DMPV copolymer and $100-800{\mu}V/K$ for TV copolymers. Anisotropy in the electrical conductivities was also studied for oriented films obtained by uniaxial stretching of the precursor polymer films.

Characteristics of $K_2NiF_4$-Type Oxides $(Sr,Sm)_2FeO_{~4}$

  • 요철현;이은석
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권4호
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    • pp.321-324
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    • 1996
  • Sr1+xSm1-xFeO4-y solid solutions with a composition range 0.00 ≤x≤1.00 have been prepared at 1200 ℃ in air under normal atmospheric pressure. All the solutions exhibit the K2NiF4-type structure of tetragonal system. Mohr salt analysis shows that the mole ratio of Fe4+ ion to Fe3+ ion or the τ value increases with the x value. Nonstoichiometric chemical formulas have been formulated from the x, τ, and y values. Electrical conductivity was measured in the temperature range of 173-373 K under atmospheric air pressure. The conductivities of each sample are varied within the semiconductivity range. The conductivity at constant temperature increases steadily with x value and activation energies are varied from 0.14 to 0.32 eV. The conduction mechanism of the ferrite system may be proposed as a hopping model of conduction electrons between the mixed valence states. The Mossbauer spectrum for the composition of x=0.00 shows a six line pattern by which the existence of Fe3+(I.S.=0.32 mm/sec) can only be identified. The spectra for the compositions of x=0.50 and 1.00 presents broad single line patterns showing a mixed valence state.

Pad-size Dependence of dc and ac Conduction Behavior of GeSe Thin Film

  • Lim, Hyung-Kwang;Park, Goon-Ho;Cheong, Byung-Ki;Hwang, Cheol-Seong;Jeong, Doo-Seok
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.63-63
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    • 2011
  • 비정질 반도체/절연체의 직류와 교류 전도도 스펙트럼은 주파수에 대한 거듭제곱의 법칙 (power-law)을 따르는 보편성이 있음이 확인되었다. 이러한 보편성은 다양한 비정질 반도체/절연체 물질에서 공통적으로 관찰되었으며 현재까지 이 보편성의 물리학적 원인이 정확히 규명되지 않고 있다. 이 보편성을 설명하기 위한 모델로서 비정질 반도체/절연체 내의 전자/정공의 호핑 전도기구 (hopping conduction mechanism)가 제시된 바 있으며 다양한 비정질 시스템의 전도도 스펙트럼 해석에 인용되고 있다. 그러나 직.교류 전도기구 사이의 상이함에 대한 이견이 있으며 현재까지 정확히 규명된 바 없다. 본 연구에서는 비정질 GeSe 반도성 물질의 전도도 스펙트럼을 10 Hz-1 MHz 주파수 대역에서 측정하였으며 이를 위해 백금 상.하부 전극을 갖는 크로스바(crossbar)형의 금속-절연체-금속구조의 2단자 소자를 제작하였다. 측정 스펙트럼으로부터 본 연구의 GeSe 물질이 앞서 언급한 비정질 물질의 보편성에 부합함을 확인하였으며 스펙트럼 내의 직류와 교류 성분을 명확히 분리할 수 있었다. 직.교류 전도도 스펙트럼의 명확한 기구 분리를 위하여 4개의 상이한 면적을 갖는 크로스바에 대한 측정을 실시하였으며 그 결과로 직.교류 전도도의 상이한 면적 의존성을 관찰하였고 이를 근거로 직.교류 전도도가 서로 다른 전도기구에 기인함을 간접적으로 알 수 있었다. GeSe의 전도도 스펙트럼의 온도 의존성 실험을 위해 시편의 온도를 20-300 K 범위에서 변화시키며 전도도 스펙트럼을 측정하였으며 이를 통해 교류 전도도 스펙트럼 내에 상이한 두 개의 전도 기구가 혼재해있음을 규명하였다.

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PEDOT 합성시 유기용매 첨가에 따른 DC 전기전도 메카니즘 (DC conduction mechanism of PEDOT by adding organic solvents)

  • 박창모;김태영;김윤상;김종은;서광석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1709-1711
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    • 2004
  • 3,4-ethylenedioxythiophene(EDOT)을 ferric-toluenesulfonate(FTS)로 doping하여 합성하였다. 이때 다양한 유기용매를 함께 첨가하여 합성하였고, 온도에 따른 각각의 DC 전도도를 측정하였다. FTS로 dofing된 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)는 3-D variable range hopping model을 잘 따르며, alcohol류의 용매와 함께 합성한 경우는 상온의 DC 전도도가 2 S/cm로 0.4 S/cm의 reference 보다 전기전도를 증가시키는 반면, ketone류는 약 $10^{-11}$ S/cm로 전기전도를 감소시키는 경향을 보였다. 전도도의 증감과 doping level의 관계를 규명하기 위하여 X-ray 분석을 하였다.

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고체전해질용 $CuO-P_{2}O_{5}-V_{2}O_{5}$유리의 결정화와 전기전도도 (Crystallization and Electrical Conductivity of $CuO-P_{2}O_{5}-V_{2}O_{5}$ Glass for Solid-state Electrolyte)

  • 손명모;이헌수;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.1018-1021
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    • 2001
  • 1018-1021 The CuO-P$_2$O$_{5}$ containing P$_2$O$_{5}$ as glass-former were prepared by press-quenching method on the copper plate. By post-heat treatment of these glasses, the CuO-P$_2$O$_{5}$ -V$_2$O$_{5}$ -g1ass ceramics was obtained and the crystallization behavior and dc conductivities were investigovted. The heat-treated glass-ceramics decreased in electrical conductivity by the order of 10$^1$ compared to amorphous glass. The linear relationship between In($\sigma$T) and T$^{-1}$ indicated that electrical conduction in CuO-P$_2$O$_{5}$ -V$_2$O$_{5}$ -gass occurred by a small polaron hopping.

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