• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.445-451
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• 2016

나노기술의 실제적인 응용을 위해 응집되지 않은 나노입자 상태를 얻는 것이 매우 중요하다. 나노입자를 사용하는 제품의 기능성을 향상시키기 위해, 그들의 합성 과정에서 입자 크기 분포의 더 정밀한 제어가 요구된다. 그러나 합성된 나노입자들은 물리적 혹은 화학적인 이유로 응집되기 쉬워 나노입자의 고유한 특성이 가려져 실제적인 응용에 있어서 문제를 일으킨다. 본 연구는 단분산된 나노입자만을 분리하기 위하여 초음파 무화 효과에 의한 무화입자를 분리장으로 사용한 나노입자 분리방법을 제안하였다. 0.002 wt. %의 농도를 갖는 $TiO_2$ 나노입자 현탁액을 무화시켜 분리포집된 현탁액에 포합된 나노입자들의 입도분포를 측정하였다. 그 결과들로부터 제안된 방법을 이용하여 단분산 입자의 분리 포집이 가능함을 확인 할 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.650-656
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• 1995

이동통신용 고주파 표면탄성파(SAW) 필터를 36$^{\circ}$Y-X LiTaO$_3$압전기판과 IIDT 전극구조를 이용하여 제작하였다. 제작한 SAW 필터의 중심주파수는 주파수 응답 특성 측정 결과 설계한 중심주파수보다 낮아짐이 관찰되었다. 이러한 단점을 보완하고 미세한 주파수의 조절을 가능하게 하기 위해 SiN$_{x}$ 유전박막을 보호막으로 증착하여 이에 따른 주파수 특성 변화를 관찰하였다. SAW파장에 대한 SiN$_{x}$ 유전 박막의 두께비를 증가시킬수록 SAW 진행 속도가 증가하여, 제조한 필터의 중심주파수를 높게 이동시킬 수 있었다. 그러나 유전박막의 두께가 증가할수록 필터의 삽입손실이 증가하는 문제점이 존재하였다.

• Advances in materials Research
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• 제5권2호
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• pp.93-105
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• 2016

KNN-based ceramics modified with small amounts of $Bi_4Zr_3O_{12}$ (BiZ) has been synthesized using high-throughput experimentation (HTE). The results from X-ray diffraction show that for samples with base composition $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ (KNN), the phase present changes from orthorhombic to pseudo-cubic with more than 0.2 mol% BiZ addition; for samples with base composition $(K_{0.48}Na_{0.48}Li_{0.04})(Nb_{0.9}Ta_{0.1})O_3$ (KNNLT), the phase present changes from a mixture of orthorhombic and tetragonal symmetry to pseudo-cubic with more than 0.4 mol % while for samples with base composition $(K_{0.48}Na_{0.48}Li_{0.04})(Nb_{0.86}Ta_{0.1}Sb_{0.04})O_3$ (KNNLST), the phase present is tetragonal with <0.3 mol% BiZ addition and transforms to pseudo-cubic with more dopant addition. The microstructures of the samples show that addition of BiZ decreases the average grain size and increases the volume of pores at the grain boundaries. The values of dielectric constant for KNN and KNNLT compositions increase slightly with BiZ addition while that for KNNLST decreases gradually with BiZ addition. The dielectric loss values are between 0.02 and 0.04 for KNNLT and KNNLST compositions while they are ~ 0.05 for KNN samples. The resistivity values increases with BiZ addition and values in the range of $10^{10}{\Omega}cm$ and $10^{12}{\Omega}cm$ are obtained. The piezoelectric charge coefficient ($d{^*}_{33}$) is highest for KNNLST samples and decreases gradually from ~400 pm/V to ~100 pm/V with BiZ addition.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제3권3호
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• pp.233-241
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• 1990

본 연구에서는 xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-yBa(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-zPbTiO(0.50.leq.x.leq.0.60, 0.10.leq.y.leq.0.20, 0.20.leq.z.leq.0.40)세라믹을 1050.deg.C에서 2시간동안 유지시켜 일반소성법으로 제작하였다. 시편 제작시 조성은 조성변태 상경계부근을 선택하였으며 Ba(Zn$_{1}$3/ Nb$_{2}$3/)O$_{3}$ 고용량에 따른 purochlore상의 억제 및 그 영향을 조사하고 구조적, 유전적 및 압전적 특성을 측정하였다. X-선 회절분석 및 미세구조의 관찰 결과, Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량에 따라 pyrochlore상 및 미반응 물질등은 억제되어 0.20mol 고용된 시편에서는 균질한 perovskite상이 형성되었다. Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량이 증가함에 따라 유전상수는 증가하여 0.50PZN-0.20BZN-0.30PT시편의 경우 6880.9의 높은 값을 나타내었으며 정전용량의 온도계수는 감소하여 0.383[%/.deg.C]의 양호한 값을 나타내었다. 큐리온도는 PbTiO$_{3}$의 고용량이 0.20mol에서 0.40mol로 증가함에 따라 30.deg.C에서 170.deg.C로 증가하였다. 전기기계 결합계수 (K$_{p}$), 기계적 품질계수(Qm) 및 압전전하 계수 (d$_{33}$)는 조성변태 상경계 부근의 조성에서 크게 나타났으며 0.60PZN-0.15BZN-0.25PT 시편의 경우 각각 58.5%, 120.5, 150x$10^{-12}$[C/N]의 값을 나타내었다.다.다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권2호
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• pp.198-206
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• 1992

(P $b_{1-x}$L $a_{x}$)[(S $b_{1}$2/S $n_{1}$2/) $Ti_{y}$ Z $r_{1-y}$] $O_{3}$(0.leq.x.leq.0.04, 0.25.leq.y.leq.0.40) 세라믹을 1250[.deg.C]에서 2시간동안 유지시켜 일반 소성법으로 제작하였으며 조성 및 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량에 따른 구조적, 압전적 특성을 관찰하였다. L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 3-4[mol%]인 경우 La-rich의 pyrochlore상이 형성되었다. 시편의 평균결정립 크기는 1-2[.mu.n]의 크기를 나타내었으며 PbTi $O_{3}$조성이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 각 조성의 시편에 대해 PbTi $O_{3}$ 및 L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 증가할수록 유전상수는 증가하는 경향을 나타내었으며 상전이 온도인 큐리온도는 PbTi $O_{3}$조성이 감소할수록 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 압전 전하계수 및 전기기계 결합계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성에 따라 증가하였으며 L $a_{2}$ $O_{3}$가 4[mol%]첨가된 0.10PSS-0.40PT-0.50PZ 시편에서 각각 250x$10^{-12}$[C/N], 29.7[%]의 최대값을 나타내었다. 기계적 품질계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 0.10PSS-0.25PT-0.65PZ 시편에서 138의 최대값을 나타내었다.다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.307-307
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• 2007

압전액츄에이터 및 초음파진동자는 전자제품의 소형화 및 경량화, 의료기기, 모바일기기 및 소형로붓의 발전에 힘입어 그 활용범위가 넓게 확장되고 있다. 1960년 Smolenski등에 의해 $A(B_1,B_2)O_3$형 복합 페로브스카이트 구조를 갖는 강유전성 세라믹스에 대한 연구가 시작된 이래 $Pb(Co,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Zn,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Mg,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$ 등 3성분계 세라믹스의 유전, 압전 및 강유전 특성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 압전성이 우수한 세라믹스들은 Pb가 포함되어 있기 때문에 $1000^{\circ}C$ 이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 환경오염뿐만 아니라, 경제적인 측면에서도 많은 문제점을 가지고 있다. 소결조제를 이용한 산화물 첨가법은 PbO의 휘발을 억제하는 저온소결 방법중 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 적층형 압전액츄에이터로 사용하기위한 저온소결 압전세라믹스를 개발하기 위하여 PZN-PZT세라믹스에 $Li_2CO_3$, $Bi_2O_3$, CuO 를 소결조제로 사용하여 $Li_2CO_3$의 첨가량 변화에 따른 압전 및 유전 특성을 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2007

강유전성 세라믹스 재료로써는 PZT계열의 세라믹재료가 널리 쓰이고 있다. 이는 우수한 유전 및 압전특성을 가지고 있으나, PbO을 다량 함유하고 있어 $1000^{\circ}C$이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 PbO휘발로 인한 강한 독성이 인체에 유해하다. 최근에는 Pb의 환경문제가 대두됨에 따라 이를 대체할 다른 물질의 개발이 활발하게 연구되고 있다. 대표적인 비납계 강유전 세라믹스인 $(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ ($d_{33}$ = 120 pC/N, Kp = 39%, Qm = 210, 이하 NKN라 표기) 조성은 $KNbO_3,\;NaNbO_3$ 상태도에 따라 순수한 NKN 세라믹스는 $1140^{\circ}C$에서 안정상을 가지나, 높은 온도로 인하여$Na_2O$와 $K_2O$가 쉽게 휘발됨에 따라 화학량 비의 변화가 생겨 이차 상을 형성하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 $LiNbO_3$의 새로운 고용체를 추가시켜 기본 NKN조성에 압전성 및 고온에서의 상안정성을 향상시키고자 하였다. 최적 조성을 설계하기 위하여 (1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-xLiNbO_3$, x=(0,0.02,0.04,0.06,0.08)의 범위에서 조성을 변화시키면서 실험하였다. 시편 제작은 일반적인 세라믹스 소결 공정을 적용하였는데, $850^{\circ}C$에서 5시간 하소 후 $1080^{\circ}C$에서 2시간 소결하였다. 하소 및 소결 후에는 XRD분석을 통해 perovskite구조를 확인하였고, 미세구조 확인을 위해 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 압전특성을 평가하기 위해 압전 $d_{33}$-meter를 사용하였으며, impedance analyzer (HP 4194A)를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제25권5호
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• pp.88-91
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• 2016

The $Pb[(Mg_{1/3}Ta_{2/3})_{0.7}Ti_{0.3}]O_3$+xwt%PbO systems at temperature of $1250^{\circ}C$ for 4 hours was successful synthesized. In this study, PbO-doped $Pb[(Mg_{1/3}Ta_{2/3})_{0.7}Ti_{0.3}]O_3$ systems with non-linear behaviors showed ordering-degree dependence at the low temperature range were prepared using the columbite precursor method. And the characteristic of remnant polarization vs. electric field were analyzed. The pyroelectric, dielectric and piezoelectric properties of partially disordered $Pb[(Mg_{1/3}Ta_{2/3})_{0.7}Ti_{0.3}]O_3$+xwt%PbO solid solutions were studied as a function of temperature, frequency, and electric field. It showed distinct features of temperature dependent of pyroelectric coefficient, spontaneous polarization and dielectric constant at about $50^{\circ}C$. The figure of merit was calculated as pyroelectric coefficient, dielectric constant and dissipation factor. It was found that the high voltage responsivity FV, high detectivity FD were $0.0373m^2/C$ and $0.6735{\times}10^{-4}Pa{-1/2}$, respectively, in the $Pb[(Mg_{1/3}Ta_{2/3})_{0.7}Ti_{0.3}]O_3$+3.0 wt%PbO system.

• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.783-791
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• 1994

rf 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 7059 유리기판 위에 ZnO압전박막을 증착하고, 공정변수인 rf 인가전력, 반응기 압력, $O_{2}$/Ar의 조성비등이 증착되는 박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 증착된 ZnO박막은 문헌에 보고된 증착속도보다 높은 값(200-1000$\AA$/min)을 가졌으며, XRD(002)피크의 rocking curve 표준편차가 SAW 필터로의 응용이 가능한 $6^{\circ}$미만의 값을 가졌다. $O_{2}$Ar 유입비가 25%이상의 경우에는 매우 높은 저항치를 가짐을 알 수 있었다. ZnO박막의 두께와 파장의 비, $\frac{h}{\lambda}$=0.25인 조건에서 필터를 제조하였다. 측정한 주파수 응답특성과 이론치에 의해 계산한 주파수응답특성은 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 이때 중심주파수는 39.08MHz였으며, 상속도는 \ulcorner 2501m/sec, 삽입손실은 약 29dB였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.1157-1169
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• 2008

This paper presents spectral element formulation which approximates Lamb wave propagation by PZT transducers bonded on a thin plate. A two layer beam model under 2-D plane strain condition is introduced to simulate high-frequency dynamic responses induced by a piezoelectric (PZT) layer rigidly bonded on a base plate. Mindlin-Herrmann and Timoshenko beam theories are employed to represent the first symmetric and anti-symmetric Lamb wave modes on a base plate, respectively. The Euler-Bernoulli beam theory and 1-D linear piezoelectricity are used to model the electro-mechanical behavior of a PZT layer. The equations of motions of a two layer beam model are derived through Hamilton's principle. The necessary boundary conditions associated with the electro-mechanical properties of a PZT layer are formulated in the context of dual functions of a PZT layer as an actuator and a sensor. General spectral shape functions of response field and the associated boundary conditions are obtained through equations of motions converted into frequency domain. Detailed spectrum element formulation for composing the dynamic stiffness matrix of a two layer beam model is presented as well. The validity of the proposed spectral element is demonstrated through numerical examples.