• 한국세라믹학회지
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• 제37권8호
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• pp.731-738
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• 2000

KLN(K3Li2Nb5O15) has attracted a great deal of attention for their potential usefulness in piezoelectric, electro-optic, nonlinear optic, and pyroelectirc devices. Especially, the KLN single crystal has been studied in the field of optics and electronics. However it is hard to produce good quality single crystals due to the crack propagation during crystal growing. One of the solutions of this problem is prepartion of thin film. But the intensive study has not been conducted so far. In this study, after the KLN thin film were prepared by R.F. magnetron Sputtering method on SiO2/Si substrate, the post-annealing methods of RTA(rapid thermal annealin) and IPA(insitu post annealing) were employed. The deposition condition of KLN thin film was RF power(100 W), Working pressure(100 mtorr). The commonness of both RAT and IPA was that the higher were deposition and post annealing temperature, the higher was the intensity of XRD but the less surface roughness. The difference of post-annealing methods affected XRD phase and surface condition very much. And in IPA process, the influence of O2 had much effect on the formation of KLN phase.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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• pp.92-93
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• 2002

선형 및 비선형 광학 특성이 뛰어난 것으로 잘 알려진 LiNbO$_3$ (LN) 및 $K_3$Li$_2$Nb$_{5}$O$_{15}$ (KLN) 단결정을 원료분말의 조성 등과 같은 결정성장 조건을 달리하여 Czochralski 방법으로 성장시켰다. LN과 KLN 단결정의 경우 성장온도가 고온이기 때문에 Li, K 이온의 휘발에 의해 성장된 결정의 조성은 원료분말의 조성과 다르다. 따라서 성장된 단결정의 조성을 분석하는 것은 응용을 위해 매우 중요한 일이다. (중략)

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.34-42
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• 2001

The influences of substrate temperature were studied when fabricating KLN thin film on amorphous substrate using an rf-magnetron sputtering method. Investigating the vaporization temperature of the each element, the excess ratio of target and the optimum deposition conditions were effectively selected when thin filmizing a material which have elements with large difference fo vaporization temperature. In order to compensate K and Li which have lower vaporization temperatures than Nb, KLN target of composition excess with K of 60% and Li of 30% was used. KLN thin film fabricated on Corning 1737 glass substrate had single KLN phase above 58$0^{\circ}C$ of substrate temperature and crystallized to c-axis direction. The optimum conditions were rf power of 100W, process pressure of 150mTorr, and substrate temperature of $600^{\circ}C$.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권5호
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• pp.463-469
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• 1999

$K_3$$Li_2$$Nb_5$$O_{15}$KLN) 단결정을 $K_x$$Li_{1-x}$$NbO_3$의 조성에서 x= 0.04~0.6으로 결정성장방법으로 성장시켰다. 균열이 없는 양질의 결정성장을 위해 c축 및 a축 방향을 택하였고, 단결정 성장을 위한 최적의 조건에 대하여 연구하였다. 성장된 결정은 편광현미경 관찰을 통해 일축성 무늬를 볼수 있었고, X-선 회절실험에서 결정된 격자상수는 a=b=12.500 $\AA$, c=3.996$\AA$이었으며, 1HF : $2HNO_3$ 용액의 부식에서 c축 방향으로 정사각형 및 a축 방향으로 직사각형의 부식상을 볼수 있었다. 광투과율 측정과 온도에 따른 유전상수 측정등을 통해 KLN 결정의 광학적 특성 및 다른 조성을 갖는 시료에서 유전특성을 조사하였다. $420^{\circ}C$에서 상전이 온도를 갖는 결정은 확산상전이(diffuse phase transition) 특성을 갖는 반면 $493^{\circ}C$에서 상전이 온도를 보이는 결정은 날카로운(shap) 유전특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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• pp.39-39
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• 2003

텅스텐브론즈 세라믹스의 결정구조는 산소 팔면체를 뼈대로 각각 다른 형태의 A, C, B 양이온 자리로 이루어져 있다. A, C의 양이온 자리는 알카리 이온 또는 알카리 토금속 이온으로 채워지며, B 자리는 Nb 또는 Ta 이온으로 채워지게 된다. 이 중 A와 C 자리가 채워지는 정도로 unfilled, filled, completely filled 텅스텐브론즈로 나누어지게 된다. completely filled 텅스텐브론즈의 대표적인 물질인 $K_3Li_2Nb_5O_{15}$(KLN)는 전광특성, 비선형 광학특성으로 인하여 다양한 광소자로의 응용과 압전 특성, 초전 특성을 이용한 압전 소자로의 응용이 가능한 재료로 보고되고 있다. 하지만 이러한 꽉 찬 결정구조로 인하여 KLN의 경우 한정된 고용영역을 가지고 있어 물리적 성질의 변화가 제한되어 있는데, 이를 극복하기 위한 여러 가지 시도가 있었다. 이 중 A 자리와 C 자리를 치환하는 연구는 많이 알려져 있으나 치환시 빈 자리를 수반하는 경우가 대부분이다. 반면, B 자리를 치환하는 연구는 Nb를 Ta로 치환하는 경우가 알려져 있는데 이 경우 결정내에 빈자리가 생성되지 않는다. 이들 연구는 모두 단결정의 경우에 국한되어 있으며 단결정 제조시에는 조성을 정확히 조정하기 어렵고, 냉각시 crack이 발생하는 등의 문제를 가지고 있어 그 응용이 제한되고 있다. 따라서 본 연구에서는 KLN 다결정 세라믹스에서 Nb를 Ta으로 치환하여 치환에 따른 상변화와 치밀화 거동, 그리고 이에 따른 전기적 특성을 조사하여 이들 간의 상관관계를 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.410-416
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• 2001

KLN thin films were fabricated on Pt coated Si(100) wafer using an rf-magnetron sputtering method. The grown KLN thin film consists of 4-fold grains. In this experiment, the structure of 4-fold grained thin film was investigated using XRD and SEM measurements. Pt layer was also deposited using the rf-magnetron sputtering method,. XRD measurement showed that he Pt thin film has Gaussian distribution form with strong (111) direction orientation. The KLN thin film has preferred-orientation of (001) direction, and the peak consists of 2 separate peaks; one with broad FWHM and the other with narrow FWHM. The sharp peak is due to single crystal, and combining with Em results, the 4-fold grain consists of singel crystals with c-axis normal to substrate.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.178-184
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• 2001

rf-마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 높은 광투과성을 지니며 c-축 배향된 KLN 박막을 제작하였다. 하소 및 소결 과정을 거쳐서 균일하고 안정한 상태의 KLN 타겟을 제조하였다. KLN 타겟은 화학량론적인 조성 및 K가 30%, 60%, 그리고 Li가 각각 15%, 30% 과량된 조성을 사용하였으며 K와 Li의 휘발을 방지하기 위하여 낮은 온도에서 소결시켰다. 제조된 타겟을 사용하여 rf-magnetron sputtering 방법으로 박막을 제조하였으며, 이때 K가 60% Li가 30% 과량된 타겟으로 제조할 때 단일상의 KLN 박막을 얻을 수 있었다. KLN 박막은 코닝 1737 기판 위에서 우수한 결정성과 높은 c-축 배향성을 나타내었으며, 이때 박막의 성장조건은 고주파 전력 100 W, 공정 압력 150 mTorr, 기판 온도 58$0^{\circ}C$였다. 가시광 영역에서 박막의 투과율은 약 90% 이고, 흡수는 333 nm에서 발생하였으며 632.8 nm에서 박막의 굴절율은 1.93이었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.27-33
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• 2001

본 실험에서는 $Pt/Ti/SiO_2/Si(100)$ 기판 위에 KLN 박막을 형성할 때 나타나는 4-fold 그레인의 성장 특성을 조사하기 위하여 공정 변수를 변화시키면서 박막을 제작하였다. 공정 변수는 기판 온도, 스퍼터링 압력, 고주파 전력을 선택하여 최적의 증착 조건 근방에서 공정 변수를 변화시키면서 실험하였다. K와 Li가 과량된 타겟을 사용하여 KLN 박막을 제조할 때 최적의 성장 조건은 고주파 전력 100 W, 공정압력 150 mTorr, 기판온도 $600^{\circ}C$이며 공정변수의 작은 변화에도 박막의 표면 형상은 매우 민감하게 변화하였다. KLN은 화합물을 구성하는 원소 사이의 증기화 온도의 차이가 많이나는 물질로서 고온 고진공의 환경에서 박막을 제조할 때 어려움이 있으며, 녹는점과 기판 온도와의 관계를 설명한 Thornton의 모델로 설명하기 어려운 현상이 나타났다. 이러한 것은 박막 물질을 이루는 구성 원소의 증기화 온도를 이용하여 이 현상을 간단하게 설명할 수 있었다.