• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권5호
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• pp.382-385
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• 2021

Electrical poling is a crucial step to convert ferroelectrics to piezoelectrics. Nevertheless, no systematic investigation on the effect of poling has been reported. Given that the poling involves an alignment of spontaneous polarization, the condition for poling should be different when a material has an internal bias field that influences the domain stability. Here, we present the effect of poling profile on the dielectric and piezoelectric properties in Mn-doped Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-29 mol%PbTiO₃ single crystal with an internal bias field. We showed that both the dielectric permittivity and the piezoelectric coefficient were further enhanced when the poling procedure ends with a field application along the opposite direction to the internal bias field. We expect that the current finding would give a clue to understanding the true mechanism for the electrical poling.

• 한국세라믹학회지
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• 제29권1호
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• pp.65-73
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• 1992

The effect of grain size on the time-dependent piezoelectrice degradation of a poled PZT of MPB composition Pb0.988Sr0.012 (Zr0.52Ti0.48)O3 with 2.4 mol% of Nb2O5 was studied, and the degradation mechanism was discussed. Changes in the internal bias field and the internal stress both responsible for the time-dependent degradation of poled PZT were examined by the polarization reveral technique, XRD and Vickers indentation, respectively. The piezoelectric degradation increased with increasing time and grain size, and the internal bias field due to space charge diffusion decreased with increasing grain size of poled PZT. The internal bias field, however, was almost insensitive to the degradation time regardless of the grain size. On the other hand, both the x-ray diffraction peak intensity ratio of (002) to (200) and the fracture behavior including the crack propagation support that the ferroelectric domain rearrangement of larger grain size showed rapid relaxation of the internal stress compared with smaller one, which is thought the origin of the larger piezoelectric degradation in the former. In conclusion, the contribution of space charge diffusion on the piezoelectric degradation of PZT is strongly dependent on both the grain size and the composition. Thus, the relaxation of internal stress due to the ferroelectric domain rearrangement as well as the amount and time-dependence of the internal bias field due to space charge diffusion should be considered simultaneously in the degradation mechanism of PZT.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권7호
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• pp.692-699
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• 1997

The silicon doped $Al_{0.33}$G $a_{0.67}$As were grown by molecular beam epitaxy. The electroreflectance(ER) spectra of Schottky barrier Au/n-Al/suu x/G $a_{1-x}$ As have been measured at various modulation voltage( $V_{ac}$ ) and dc bias voltage( $V_{bias}$). From the observed Franz-Keldysh oscillations(FKO) peak, the band gap energy of the $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As is 1.91 eV which corresponds to an Al composition of 33%. The internal electric field( $E_{i}$)of this sample is 2.96$\times$10$^{5}$ V/cm. As the modulation voltage( $V_{ac}$ ) is changed, the line shape of ER signal does not change but its amplitude varies linearly. The amplitude as a function of modulation voltage has saturated at 0.8 V. The internal electric field has decreased from 6.47$\times$10$^{5}$ V/cm to 2.00$\times$10$^{5}$ V/cm as the dc bias voltage( $V_{bias}$) increases from -3.5 V to +0.8 V. The values of built-in voltage( $V_{bi}$ ) and carrier concentration(N) determined from the plot of $V_{bias}$ from the plot of $V_{bias}$ versus $E_{i}$$^{2}$ are 0.855 V and 3.83$\times$10$^{17}$ c $m^{-3}$ , respectively.ively.y.y.y.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.323-325
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• 1995

An Inductively Coupled Plasma(ICP) was employed to prepare the Diamond-Like Carbon film with $CH_4$ gas. We observed the changes of mechanical, optical properties and internal stress of the films according to the variation of discharge power and negative-self bias. When weak magnetic field is applied, the properties of film are observed to change drastically. In magnetized case, the micro-hardness and the internal stress increase up to critical point and droped down in marked contrast to unmagnetized case. It suggests that large amount of ion flux exists due to high dissociation rate of the reactive radicals in plasma with magnetic field as reported elsewhere. As a result of FT-IR absorption measurement it could be confirmed that the $CH_x$ bonding and the micro-hardness and the internal stress decreased with the increase of negative-self bias.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.406-414
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• 1996

본 연구에서는 금속타겟을 이용한 반응성 스퍼터링법을 이용하여 PZT 박막 증착후 냉각시 산소분압에 따른 박막의 상형성 거동 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 냉각시 산소분압의 감소에 따라 박막 표면의 휘발에 기인하여 표면거칠기는 증가하였고 입성장은 거의 일어나지 않았다. 산소분압이 증가할수록 각형비가 보다 우수한 hysteresis 특성을 얻을 수 있었고 산소분압이 감소함에 따라 remanent polarization과 retained polarization이 감소하였으며, 항전계의 감소가 관찰되었다. 산소분압에 따른 유전율-전압 특성 측정에서 산소분입이 감소함에 따라 internal bias field의 증가가 관찰되었으며, 유전율도 조금씩 감소하였다. Field accelerated retention 시험결과 냉각시 산소분압이 감소함에 따라 nonswitched polarization의 증가가 관찰되었고 bias time이 증가함에 따라 nonswitched polarization이 감소하였다.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.136-142
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• 1997

An/n-GaAs(100) Schottky 장벽 diode를 제작하여 변조전압($V_{ac}$) 및 dc 바이어스 전 압($V_{bias}$) 변화에 따른 electroreflectance(ER)를 측정하였다. 관측된 Franz-Keldysh oscillation(FKO) 피크로부터 이 시료의 내부 전기장($E_i$)은 $5.76\times 10^{4}$V/cm였다. $V_{ac}$를 변화시 킴에 따라 ER신호의 모양은 변화가 없고, 진폭만 선형적으로 증가하였다. 순방향 및 역방향 의 $V_{bias}$변화에 따라 ER신호의 진폭은 감소하였으며, $V_{bias}$가 -5.0~0.6V로 증가함에 따라 Ei 는 $19.3\times 10^4\sim4.39\times10^4$V/cm로 감소하였다. 그리고 $V_{bias}$변화에 대한 $E_i^2$의 그래프로부터 built-in 전압(Vbi)은 0.70V였으며, 이 값은 $V_{bias}$변화에 따른 FKO피크의 진폭 관계 그래프 에서 얻은 결과와 잘 일치하였다. 또한 이 시료의 캐리어 농도(N)와 전위장벽($\Phi$)은 300K에 서 각각 $2.4\times 10^{16}\textrm{cm}^{-3}$와 0.78eV의 값을 얻었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.10-20
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• 2016

The Cable-In-Conduit-Conductor (CICC) for the ITER tokamak Central Solenoid (CS) has undergone design change since the first prototype conductor sample was tested in 2010. After tests showed that the performance of initial conductor samples degraded rapidly without stabilization, an alternate design with shorter sub-cable twist pitches was tested and discovered to satisfy performance requirements, namely that the minimum current sharing temperature ($T_{cs}$) remained above a given limit under DC bias. With consistent successful performance of ITER CS conductor CICC samples using the alternate design, an attempt is made here to revisit the internal electromagnetic properties of the CICC cable design to identify any correlation with conductor performance. Results of this study suggest that there may be a simple link between the $Nb_3Sn$ CICC internal self-field and its $T_{cs}$ performance. The study also suggests that an optimization process should exist that can further improve the performance of $Nb_3Sn$ based CICC.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1379-1382
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• 1997

Diamond-like carbon(DLC) thin films are produced by using a filtered cathodic vacuum arc(FCVA) deposition system. Different magnetic components, namely steering, focusing, and filtering plasma-optic systems, are used to achieve a stable arc plasma and to prevent the macroparticles from incorporating into the deposited films. Effects of magnetic fields on plasma behavior and film deposition are examined. The carbon ion energy is found to be varied by applying a negative (accelerating) substrate bias voltage. The deposition rate of DLC films is dependent upon magnetic field as well as substrate bias voltage and at a nominal deposition condition is about $2{\AA}/s$. The structural properties of DLC films, such as internal stress, relative fraction of tetrahedral($sp^3$) bonds, and surface roughness have also been characterized as a function of substrate bias voltages and partial gas($N_2$) pressures.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.229-237
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• 2005

바이어스 스트레스 인가 후에 발생하는 실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터(SiGe HBT)의 열화현상을 고찰하였다. SiGe HBT가 바이어스 스트레스에 일정 시간 노출되면 소자 내부의 변화에 의하여 소자 파라미터가 원래 값으로부터 벗어나게 된다. 에미터-베이스 접합에 역방향 바이어스 스트레스가 걸리면 전기장에 의해 가속된 캐리어가 재결합 중심을 생성하여 베이스 전류가 증가하고 전류이득이 감소한다. $140^{\circ}C$ 이상의 온도에서 높은 에미터 전류를 흘려주는 순방향 바이어스 전류 스트레스가 가해지면 Auger recombination이나 avalancHe multiplication에 의해 형성된 핫 캐리어가 전류이득의 변동을 유발한다. 높은 에미터 전류와 콜렉터-베이스 전압이 동시에 인가되는 mixed-mode 스트레스가 가해지면 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스의 경우와 마찬가지로 베이스 전류가 증가한다. 그러나 miked-mode 스트레스 인가 후에는 inverse mode Gummel 곡선에서 베이스 전류 증가가 관찰되고 perimeter-to-area(P/A) 비가 작은 소자가 심각하게 열화되는 등 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스와는 근본적으로 다른 신뢰성 저하 양상이 나타난다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권6호
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• pp.1-6
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• 2010

본 논문에서는 고출력 고이득 특성을 갖는 고전자이동도 트랜지스터 (high-electron mobility transistor, HEMT)를 구현하기 위하여 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 제안하였고, 소자의 DC 특성의 향상 가능성을 확인하기 위하여 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT 및 field-plate 구조의 게이트 전극을 갖는 HEMT 소자와의 특성을 비교 분석하였다. 상용 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 제안한 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT는 드레인 전압의 인가 시, 소자의 내부에서 발생하는 전계가 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT에 비해 약 70% 정도 감소하는 특성을 갖는 것을 확인하였고, 전달이득 (transconductance, $g_m$) 특성 역시 단일 게이트 전극구조의 HEMT나 field-plate 구조를 삽입한 HEMT에 비해 약 11.4% 정도 향상된 우수한 DC 특성을 갖는 것을 확인하였다.