• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제29권10호
• /
• pp.620-624
• /
• 2016

Ferroelectric $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ (PZT) films were deposited on SrTiO3(100) substrate by using conductive $SrRuO_3$ films as underlayer and their structural and ferroelectric properties were investigated. PZT films were grown in (00l) orientation on well lattice-matched pseudo-cubic $SrRuO_3$ films. Thickness dependence of ferroelectric and electrical properties of PZT films was investigated. PZT film with 400 nm thickness showed a remanent polarization ($P_r$) of $29.0{\mu}C/cm^2$ and coercive field ($E_c$) of 83 kV/cm, and $P_r$ decreased and $E_c$ increased with thickness reduction. The dielectric constant for PZT films showed gradual decrease with thickness reduction. Breakdown field of PZT films did not show the thickness dependence and displayed as high value as 1 MV/cm.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제54권2호
• /
• pp.150-157
• /
• 2017

Three types of piezoelectric single crystals [PMN-PT (Generation I $[Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3]$), PMN-PZT (Generation II $[Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,Ti)O_3]$), PMN-PZT-Mn (Generation III)] were grown by the solid-state single crystal growth (SSCG) method, and their dielectric and piezoelectric properties were measured and compared. Compared to (001) PMN-PT and PMN-PZT single crystals, the (001) PMN-PZT-Mn single crystals exhibited a higher transition temperature between the rhombohedral and tetragonal phases ($T_{RT}=144^{\circ}C$), as well as a higher coercive electric field ($E_C=6.3kV/cm$) and internal bias field ($E_I=1.6kV/cm$). The (011) PMN-PZT-Mn single crystals showed the highest coercive electric field ($E_C=7.0kV/cm$), and the highest stability of $E_C$ and $E_I$ during 60 cycles of polarization measurement. These results demonstrate that both Mn doping (for higher electromechanical quality factor ($Q_m$)) and a (011) crystallographic orientation (for higher coercive electric field and stability) are necessary for high power transducer applications of these piezoelectric single crystals. Specifically, the (011) PMN-PZT-Mn single crystal (Gen. III) had the highest potential for application in the fields of SONAR transducers, high intensity focused ultrasound (HIFU), ultrasonic motors, and others.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1995년도 추계학술대회 논문집 학회본부
• /
• pp.335-337
• /
• 1995

In this study, $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramic thin films were fabricated from an alkoxide-based by Sol-Gel method. $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ stock solution was made and spin-coated on the $Pt/SiO_2/Si$ substrate at 4000[rpm] for 30[sec]. Coated specimens were dried at 400[$^{\circ}C$] for 10 [min]. The coating process was repeated 4 times and then heat-treated at 500$\sim$800[$^{\circ}C$], 1 hour. The final thickness of the thin films were about 3000[A]. The crystallinity and microstructure of the thin films were investigated for varing the sintering condition. The ferroelectric perovskite' phases precipitated under the sintering of 700[$^{\circ}C$] for 1 hours. In the $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ thin films sintered at 700[$^{\circ}C$] for 1 hour, dielectric constant and dielectric loss were 2133, 2.2[%] at room temperature, respectively. $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ thin film capacitors having good dielectric and electrical properties are expected for the application to the dielectric material of DRAM.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제37권10호
• /
• pp.975-980
• /
• 2000

스테인레스 스틸 기판 위에 Pb($Zr_{0.45}$ $Ti_{0.55}$) $O_3$후막을 졸-겔 스핀 코팅법으로 제조하였다. 스테인레스 스틸은 그 자체로 좋은 도체이지만 PZT 후막의 강유전 특성을 개선하고자 Ru $O_2$박막을 중간층 겸 하부전극으로 사용하였다. PZT 전구체 용액을 코팅하고 급속 열처리하였을 때 5$50^{\circ}C$ 이하에서 pyrochlore 상이 먼저 나타났고 이 transient 상은 61$0^{\circ}C$에서 모두 perovskite 상으로 변화하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리된 PZT 후막은 잔존하는 pyrochlore로 인해 걸어준 전기장에 무관하게 5-7$\mu$C/$ extrm{cm}^2$의 낮은 $P_{r}$값을 나타내었으나 61$0^{\circ}C$ 이상에서 열처리된 시편들은 모두 25$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ 이상의 잔류분극을 가지고 있었다. 또한 Ru $O_2$중간층이 PZT의 강유전성에 미치는 영향을 조사하였을 때 잔류분극 값은 거의 영향을 받지 않았으나 항전계 값은 상당한 영향을 받았다. 즉 100nm 두께의 Ru $O_2$박막을 중간층으로 사용할 경우 중간층 없이 직접 스테인레스 스틸 위에 코팅할 때에 비해 항전계 값을 45% 가량 줄일 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.340-340
• /
• 2010

본 연구에서는 유도결합형 플라즈마(ICP)를 이용하여, HBr/Ar 가스의 조성비 변화에 따른 Pb(Zr,Ti)$O_3$ 박막에 대한 식각특성을 연구 하였다. PZT박막의 식각속도와 Oxide($SiO_2$), Photo resister(PR)에 대한 식각선택비를 추출하였으며, 식각 메카니즘을 규명하기 위하여 optical emission spectroscopy(OES)와 double Langmuir prove(DLP) 이용하여 라디칼 특성변화와 이온 전류밀도(Ion current density)를 측정하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.395-401
• /
• 2000

In this study, we chose the basic composition which indicated the best electrical properties by change of x content(0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 mol respectively) in xPb(Mn1/3Sb2/3)O3-(1-x)Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 ceramics. And we substituted Cd2+ for Pb2+ site, then observed the sintering behavior, microstructure and electrical propertties according to the various sintering temperature. The basic composition was the 0.05PMS-0.95PZt, and it showed single perovskite phase and excellent properties. In case of Cd2+ substitution, we were able to sinter at 90$0^{\circ}C$ which was lower than conventional sintering temperature(1200~130$0^{\circ}C$). Especially, when the 2mol% substituted PMS-PZT specimens were sintered at 90$0^{\circ}C$ for 2h, we obtained the p=7.6g/㎤, kp=56%, Qm=520 and made sure of a position of Cd2+ substitution by observing lattice parameter, phase transition temperature. From this results, we could infer that because Cd2+ substituted fro A-site, low temperature sintering of Cd2+ substituted PMS-PZT without any loss of electrical properties shows its applicability for the piezoelectric ceramic transformer.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권10호
• /
• pp.1035-1039
• /
• 1999

Ferroelectric properties and reliability characteristics of(111) and (100) preferentially oriented tetragonal Pb(Zr0.2Ti0.8)O3 (PZT) thin film capacitors have been investigated as a function of the top electrode thickness. The (111) preferentially oriented film exhibits 180$^{\circ}$domain switching process with better squareness of hysterisis loop and abrupt change of small singal capacitance-voltage comparing to the (100) preferentially oriented film having 90$^{\circ}$ domain switching process. The domain swithcing process of tetragonal phase PZT is different from that of rhobohedral phase. The film with thinner top electrode shows less initial switching polarization due to less compressive stress but it exhibits better endurance characteristics due to enhancing partial switching region.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권8호
• /
• pp.222-227
• /
• 2020

페로부스카이트(Perovskite) 구조의 Pb(Zr,Ti)O₃(PZT)는 우수한 강유전 특성으로 인해 유전체, 압전체, 초전체 재료로 널리 사용된다. Pb_1.3(Zr_0.52Ti_0.48)O₃조성의 스퍼터링 타겟을 제조하여 RF 마그네트론 스퍼터링 공정으로 PZT박막을 형성하였다. PZT박막은 동일 스퍼터링 출력으로 연속 제조한 단층형 PZT와 2단계화한 스퍼터링 출력으로 제조한 2층형 PZT박막으로 구분하여 제조하였다. 2층형의 PZT는 저출력의 스퍼터링 조건으로 제작한 하부층과, 단층형 PZT와 동일한 조건으로 제작한 상부층으로 이루어진다. 제조한 박막에 대한 엑스선 회절분석결과, 단층형 PZT에서는 페로부스카이트상(Perovskite Phase)과 미소한 파이로클로르상(Pyrochlore Phase)이 혼합된 상태로 존재하나, 2층형 PZT에서는 페로부스카이트상만이 검출되었다. 전자현미경과 원자힘 현미경으로 표면상태를 관찰한 결과, 2층형 PZT박막의 상부는 단층형에 비해 치밀하고 평활한 표면상태를 나타냈으며, 단층형에 비해 낮은 표면거칠기값(RMS)을 보였다. 또한 이층형 PZT는 단층형에 비해 우수한 대칭성의 분극곡선형태를 보였고, 단층형에 비해 매우 저감된 1×10^-5 A/㎠ 이하수준의 누설전류 특성을 나타냈다. 이층형 PZT에서 보이는 이러한 현상은 치밀하게 형성한 하부 PZT층이 순차적으로 형성되는 상부PZT내의 미소 파이로클로르상 형성을 억제하여, 순수한 페로부스카이트상으로의 성장을 유도한 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.254-262
• /
• 1996

수열합성법을 이용하여 $1~3\;\mu\textrm{m}$의 입자 크기를 갖는 균일한 $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_{3}$ (PZT)분말을 제조하였다. 출발물질의 종류에 따라 반응조건이 다소 차이를 보였지만, 일반적으로 10 M의 KOH를 광화제로 사용하여, $180^{\circ}C$ 이상에서 2시간 동안 반응시켜 PZT 분말을 합성 할 수 있었다. 또한, 광화제의 농도, 수열반응 온도, 그리고 반응시간이 증가할수록 균일상의 분말이 형성됨을 보였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제11권5호
• /
• pp.212-215
• /
• 2010

$BiFeO_3/Pb(Zr_{0.95}Ti_{0.05})O_3$ (BFO/PZT) heterolayered thin films were fabricated by the spin coating method on a Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate using metal alkoxide solutions. The coating and heating procedure was repeated 6 times to form the heterolayered films. The thickness of the BFO/PZT films after one cycle of drying/sintering is about 30-40 nm. All BFO/PZT films show a void free uniform grain structure without the presence of rosette structures. It can be assumed that the crystal growth of the upper BFO layers can be influenced by the lower PZT layers. As the number of coatings increased, the dielectric constant increased, so that the value for the 6-layer film was 1360 at 1 KHz.