• Korean Membrane Journal
• /
• 제9권1호
• /
• pp.34-42
• /
• 2007

A perovskite-type ($La_{0.6}Sr_{0.4}Ti_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$) dense ceramic membrane was prepared by polymerized complex method, using citric acid as a chelating agent and ethylene glycol as an organic stabilizer. Effect of Ti addition on lanthanum-strontium ferrite mixed conductor was investigated by evaluating the thermal expansion coefficient, the oxygen flux, the electrical conductivity, and the phase stability. The thermal expansion coefficient in air was $21.19\;{\times}\;10^{-6}/K$ at 473 to 1,223 K. At the oxygen partial pressure of 0.21 atm ($20%\;O_2$), the electrical conductivity increased with temperature and then decreased after 973 K. The decrement in electrical conductivity at high temperatures was explained by a loss of the lattice oxygen. The oxygen flux increased with temperature and was $0.17\;mL/cm^2{\cdot}min$ at 1,223 K. From the temperature-dependent oxygen flux data, the activation energy of oxygen ion conduction was calculated and was 80.5 kJ/mol at 1,073 to 1,223 K. Also, the Ti-added lanthanum-strontium ferrite mixed conductor was structurally and chemically stable after 450 hours long-term test at 1,173 K.

• 한국재료학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.317-323
• /
• 2018

Crystal structure of the $L1_2$ type $(Al,X)_3Ti$ alloy (X = Cr,Cu) is analyzed by X-ray diffractometry and the nonuniform strain behavior at high temperature is investigated. The lattice constants for the $L1_2$ type $(Al,X)_3Ti$ alloys decrease in the order of the atomic number of the substituted atom X, and the hardness tends to increase. In a compressive test at around 473K for $Al_{67.5}Ti_{25}Cr_{7.5}$, $Al_{65}Ti_{25}Cr_{10}$ and $Al_{62.5}Ti_{25}Cu_{12.5}$ alloys, it is found that the stress-strain curves showed serration, and deformation rate dependence appeared. It is assumed that the generation of serration is due to dynamic strain aging caused by the diffusion of solute atoms. As a result, activation energy of 60-95 kJ/mol is obtained. This process does not require direct involvement. In order to investigate the generation of serrations in detail, compression tests are carried out under various conditions. As a result, in the strain rate range of this experiment, serration is found to occur after 470K at a certain critical strain. The critical strain increases as the strain rate increases at constant temperature, and the critical strain tends to decrease as temperature rises under constant strain rate. This tendency is common to all alloys produced. In the case of this alloy system, the serration at around 473K corresponds to the case in which the dislocation velocity is faster than the diffusion rate of interstitial solute atoms at low temperature.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.438-439
• /
• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.466-472
• /
• 2012

가시광선에 감응하는 광촉매를 제조하기 위하여 $TiO_2$에 질소(N)를 도핑하여 $N-TiO_2$를 제조하였다. 제조한 광촉매의 결정성, 입자 형상 및 도핑 상태는 XRD, FE-SEM 및 XPS를 이용하여 조사하였다. 제조한 광촉매의 활성 평가는 메틸렌블루의 광분해로 조사하였다. 제조한 광촉매는 anatase type이었으며, pH가 높을수록 결정화도가 향상되었다. 제조한 광촉매의 입자 크기는 pH 2.0에서 5.42 nm, pH 4.7에서 5.99 nm, pH 9.0에서 7.58 nm로, 입자 크기는 pH가 증가 할수록 약간씩 증가하였다. 광촉매의 활성은 결정화도에 비례하였다. $TiO_2$에 N를 도핑하여 제조한 $N-TiO_2$가 가시광선 하에서도 활성을 나타냈다. $TiO_2$에 도핑한 N는 격자 속에 존재하는 것이 아니라 표면에 존재하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제1권4호
• /
• pp.11-15
• /
• 2000

This paper presents a process optimization of antireflection (AR) coating on crystalline Si solar cells. Theoretical and experimental investigations were performed on a double-layer AR(DLAR) coating of MgFe$_2$/GeO$_2$. We investigated GeO$_2$ films as an AR layer because they have a proper refractive index of 2.46 and demonstrate the same lattice constant as Si substrate. RF sputter grown GeO$_2$ film showed deposition temperature strong dependence. The GeO$_2$ at 400$\^{C}$ exhibited a strong (111) preferred orientation and the lowest surface roughness of 6.87 $\AA$. Refractive index of MgFe$_2$film was measured as 1.386 for the most of growth temperature. An optimized DLAR coating showed a reflectance as low as 2.04% in the wavelengths ranged from 0.4 ㎛ to 1.1 ㎛. Solar cells with a structure of MgFe$_2$/GeO$_2$/Ag/N$\^$+//p-type Si/P$\^$+//Al were investigated with the without DLAR coatings. We achieved the efficiency of solar cells greater than 15% with 3.12% improvement with DLAR coatings. Further details about MgFe$_2$,GeO$_2$ films, and cell fabrication parameters are presented in this paper.

• 한국진공학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.461-467
• /
• 2011

사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 구성하는 네 가지 이원화합물 반도체 GaAs, GaSb, InAs, InSb의 최고 가전자띠 준위와 최저 전도띠 준위를 밀접결합방법에 근거한 해석적 근사법으로 계산하였다. 이들을 이종 접합시켰을 때 경계면에서의 밴드정렬상태를 구한 결과, GaAs/InAs와 GaAs/InSb, GaSb/InSb는 제 I형, GaAs/GaSb는 제 II형, GaSb/InAs, InSb/InAs는 제III형의 밴드 정렬 형태를 갖는다는 것을 알 수 있었다. 또한 범용적 밀접결합을 이용하여 사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$의 성분비 x와 y에 따른 최고 가전자 띠와 최저 전도 띠 준위변화를 구하였다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 GaSb와 InAs 격자 정합시켜 경계면에서의 밴드정렬상태를 구해 본 결과 성분비에 따라 제 II형과 제 III형 사이의 밴드정렬형태의 전이가 일어남을 알 수 있었다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 GaSb에 격자 정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 III형 밴드정렬이었던 것이 $x{\geq}0.81$에서는 제 II형의 밴드정렬 상태로 전이되며, 이와 반대로 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 InAs에 격자정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 II형 밴드 정렬이 $x{\geq}0.81$에서 제 III형 밴드정렬로 전이됨을 알 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
• /
• pp.7-8
• /
• 2011

Basically, the lattice mismatch between film and substrate can make those BiFeO3(BFO) films distorted with strain structure. BFO phase can be stabilized on LaAlO3(LAO) represents the example of a multiferroic with giant axial ratio. Its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion and related to the rotation of the oxygen octahedra. In this study, we show that phases with a tetragonal-like epitaxial BFO films can indeed be ferroelectric and also can be stabilized via epitaxial growth onto LAO. Recent reports on epitaxial BFO films show that the crystal structure changes from nearly rhombohedral ("R-like") to nearly tetragonal("T-like") at strains exceeding approximately -4.5%, with the "T-like" structure being characterized by a highly enhanced c/a ratio. While both the "R-like" and the "T-like" phases are monoclinic, our detailed x-ray diffraction results reveal asymmetry change from MA and MC type, respectively. By applying additional strain or by modifying the unit cell volume of the film by substituting Ba for Bi, the monoclinic distortion in the "T-like" MC phase is reduced, i.e. the system approaches a true tetragonal symmetry. There are two different M-H loops for $Bi_{1-x}Ba_xFeO_{3-{\delta}}$(BBFO) and BFO films on SrTiO3(STO) & LAO substrates. Along with the ferroelectric characterization, these magnetic data indicate that the BFO phase stabilized on LAO represents the first example of a multiferroic with giant axial ratio. However, there is a significant difference between this phase and other predicted ferroelectrics with a giant axial ratio: its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion. Therefore, in going from bulk to highly-strained films, a phase sequence of rhombohedral(R)-to-monoclinic ["R-like" MA-to-monoclinic, "T-like" MC-to-tetragonal (T)] is observed. This sequence is otherwise seen only near morphotropic phase boundaries in lead-based solid-solution perovskites (i.e. near a compositionally induced phase instability), where it can be controlled by electric field, temperature, or composition. Our results show that this evolution can occur in a lead-free, stoichiometric material and can be induced by stress alone. Those major results are summarized as follows ; 1) Ba-doping increases the unit cell volume, 2) BBFO on LAO can be fully strained up to x=0.08 as a strain limit (Fig. 1), 3) P(E) & M(H) properties can be tuned by the variation of composition, strain, and film thickness.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.99-99
• /
• 2013

In this talk, I will present two research works in progress, which are: i) mapping of piezoelectric polarization and associated charge density distribution in the heteroepitaxial InGaN/GaN multi-quantum well (MQW) structure of a light emitting diode (LED) by using inline electron holography and ii) in-situ observation of the polarization switching process of an ferroelectric Pb(Zr1-x,Tix)O3 (PZT) thin film capacitor under an applied electric field in transmission electron microscope (TEM). In the first part, I will show that strain as well as total charge density distributions can be mapped quantitatively across all the functional layers constituting a LED, including n-type GaN, InGaN/GaN MQWs, and p-type GaN with sub-nm spatial resolution (~0.8 nm) by using inline electron holography. The experimentally obtained strain maps were verified by comparison with finite element method simulations and confirmed that not only InGaN QWs (2.5 nm in thickness) but also GaN QBs (10 nm in thickness) in the MQW structure are strained complementary to accommodate the lattice misfit strain. Because of this complementary strain of GaN QBs, the strain gradient and also (piezoelectric) polarization gradient across the MQW changes more steeply than expected, resulting in more polarization charge density at the MQW interfaces than the typically expected value from the spontaneous polarization mismatch alone. By quantitative and comparative analysis of the total charge density map with the polarization charge map, we can clarify what extent of the polarization charges are compensated by the electrons supplied from the n-doped GaN QBs. Comparison with the simulated energy band diagrams with various screening parameters show that only 60% of the net polarization charges are compensated by the electrons from the GaN QBs, which results in the internal field of ~2.0 MV cm-1 across each pair of GaN/InGaN of the MQW structure. In the second part of my talk, I will present in-situ observations of the polarization switching process of a planar Ni/PZT/SrRuO3 capacitor using TEM. We observed the preferential, but asymmetric, nucleation and forward growth of switched c-domains at the PZT/electrode interfaces arising from the built-in electric field beneath each interface. The subsequent sideways growth was inhibited by the depolarization field due to the imperfect charge compensation at the counter electrode and preexisting a-domain walls, leading to asymmetric switching. It was found that the preexisting a-domains split into fine a- and c-domains constituting a $90^{\circ}$ stripe domain pattern during the $180^{\circ}$ polarization switching process, revealing that these domains also actively participated in the out-of-plane polarization switching. The real-time observations uncovered the origin of the switching asymmetry and further clarified the importance of charged domain walls and the interfaces with electrodes in the ferroelectric switching processes.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.192-199
• /
• 2009

파프리카를 재배하는 농가에서는 생산성 증대를 위하여 비닐하우스 측고를 관행 3.0m에서 4.5m까지 높이고 있으나 이에 대한 구조안전성 검토 없이 시공이 이루어지고 있는 실정이다. 이 연구에서는 측고가 4.5m로 상승된 1-2W형 비닐하우스를 대상으로 풍속 $40m{\cdot}s^{-1}$, 적설심 40cm의 설계하중에 대하여 구조안전성 분석을 수행하고 적절한 구조보강방법을 제시하였다. 3차원 프레임해석을 이용하여 구조해석을 수행한 결과, 측면 방풍벽의 보강이 반드시 필요한 상태였으며 파프리카 작물하중으로 인하여 매우 취약해지는 중방의 보강이 요구되었다. 측면 보강 방법으로써는 외측 기둥과 방풍벽을 보강이음을 이용하며 서로 연결해주고, 외측 기둥 간격에 따라 방풍벽 부재를 보강하는 방법이 가장 효과가 큰 것으로 분석되었다. 중방의 경우 비닐하우스 폭의 $1/17{\sim}1/20$의 높이로 2중 중방구조를 만들고 그 사이를 사재로 연결하여 트러스 형태로 보강하는 방법이 가장 큰 효과를 보였다.

• 자원환경지질
• /
• 제57권2호
• /
• pp.253-261
• /
• 2024

감람석은 강한 고유 탄성 이방성을 가진 상부 맨틀의 주요 광물이기 때문에 맨틀에서 발생하는 대부분의 지진파 비등방성은 감람석의 격자선호방향에서 직접적으로 기인한다. 그러나 압쇄암의 미구조가 지진파 비등방성에 미치는 영향에 대한 이해는 아직 잘 알려져 있지 않으며, 국내의 압쇄암화된 페리도타이트 암괴에서 직접적으로 추론한 지진파 비등방성 연구는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 맨틀 전단대 내의 감람석의 변형 미구조와 격자선호방향을 소개하고, 이들의 변형 정도(원압쇄암, 압쇄암, 초압쇄암)와 격자선호방향 결과에 따른 지진파 비등방성의 특성을 계산하고 이들의 상관관계를 파악해보았다. 그 결과, 초압쇄암의 감람석 격자선호방향에서 기인한 지진파 비등방성은 가장 약하게 나타났고, 원압쇄암의 감람석 격자선호방향에서 기인한 지진파 비등방성은 가장 강하게 나타났다. 이러한 결과는 감람석의 격자선호방향의 패턴과는 관계없이 격자선호방향의 배열 강도(J-index)가 감소함에 따라 지진파 비등방성이 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 모든 샘플에서 공통적으로 빠른 S파의 편파방향이 선구조와 아평행하게 배열하는 것을 보여 주었다. 따라서 유구 페리도타이트 내 감람석에서 기인한 지진파 비등방성은 격자선호방향의 타입보다 배열 강도에 의해 지배된다고 설명할 수 있다. 이러한 서로 대조되는 지진파 비등방성의 특성을 잘 고려하면, 경기육괴 유구 지역의 맨틀의 내부 구조와 지진파 자료를 비교하고 해석하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.