• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.1-7
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• 2006

RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 $Ar/N_2$ 가스비와 기판 온도 변화에 따른 AlN 박막의 배향성과 표면 거칠기 그리고 압전 특성의 변화를 조사하였다. 특히, $Ar/N_2$=10/10 (sccm), 기판 온도 $400^{\circ}C$ 일 때 가장 우수한 (002) 배향성을 얻을 수 있었다. AFM 을 이용하여 표면 거칠기를 분석한 결과, 기판 온도 $400^{\circ}C$ 인 경우 $Ar/N_2$ 가스비의 변화에 대해서는 $N_2$의 분압비가 증가할수록 표면 거칠기 특성이 좋아지는 것으로 나타났으며 $Ar/N_2$=0/20 (sccm) 일 때 2.1 nm 로 가장 작은 값을 나타내었다. $Ar/N_2$=10/10 (sccm) 인 조건에서 기판 온도 변화에 대한 표면 거칠기 특성은 기판 온도가 상온에서 $300^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 향상되는 경향을 보였으며, $300^{\circ}C$ 에서 3.036 nm 로 최소값을 나타낸 후, 기판 온도가 $300^{\circ}C$ 이상으로 상승하면 표면 거칠기는 다시 열악해지는 것을 확인할 수 있었다. Pneumatic probe 방법을 이용하여 압전 특성을 측정한 결과, $Ar/N_2$=10/10 (sccm), 기판 온도 $400^{\circ}C$ 일 때 Piezoelectric constant ($d_{33}$)=6.01 pC/N 이라는 가장 우수한 값을 나타내었으며, 이는 AlN 박막이 가장 좋은 (002) 배향성을 갖는 조건과 일치하는 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.83-89
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• 2015

본 논문에서는 졸-침투와 직접-패턴 공정을 이용하여 향상된 압전 후막의 전기적 특성과 우수한 패터닝 특성을 동시에 만족할 수 있는 제작 방법을 제시한다. 저온(< $850^{\circ}C$) 공정 후 후막의 고밀도 및 직접-패턴의 목적을 달성하기 위해서, 감광성 티탄산 지르콘산 연 ($Pb(Zr,Ti)O_3$, PZT) 졸을 스크린인쇄된 PZT 후막 내부로 침투시켰다. 직접-패턴된 PZT막은 포토크롬마스크와 UV 조사에 의해서 일정한 간격으로 인쇄된 후막 위에 성공적으로 형성되었다. 스크린인쇄된 후막은 분말형태의 기공성 구조를 갖고 있어 조사된 UV빛이 산란되기 때문에, 감광성 졸-침투 공정을 할 때 PZT 후막의 특성을 증가시키기 위한 공정의 최적화가 필요하다. 침투된 감광성 PZT 졸의 농도, 조사된 UV 시간 및 용매 현상 시간을 최적화한 결과, 0.35 M의 PZT 농도, 4 분의 UV 조사시간과 15 초의 용매 현상시간으로 졸-침투된 PZT 후막은 $800^{\circ}C$ 소결 온도에서 입자들의 성장에 의해 치밀화 정도가 증가되었다. 또한 PZT후막의 강유전 특성(잔류분극 및 항복 전압)도 향상되었다. 특히 잔류분극값은 스크린인쇄된 후막보다 약 4배정도 증가되었다. 이렇게 제작된 후막은 어레이타입의 압전형 마이크로미터크기의 센서 및 액츄에이터 등에 응용 가능성을 제시할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-179
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• 2006

Pulsed laser deposition 방법으로 증착한 $PbZr_{0.3}Ti_{0.7}O_{3}$ (PZT)박막의 구조적, 전기적 성질에 대한 연구를 하였다. PZT 박막은 $LaAlO_3$ 기판위에 동일한 조건으로 증착된 $LaMnO_3$ (LMO) 산화물을 하부 전극으로 하여 증착시간을 변화시키며 증착하였다. High-resolution x-ray diffraction 결과를 통해 LMO 하부 전극과 PZT 박막이 방향성 있게 자란 것을 확인할 수 있었고 박막의 두께는 field-emission scanning electron microscope을 통하여 측정할 수 있었다. 또한 우리는 atomic force microscopy을 이용하여 박막의 표면 거칠기를 구하였고 국소적인 범위의 전기적 특성은 piezoelectric force microscopy 모드를 이용하여 측정하였다. 그 결과 PZT/LMO 구조는 나노 스토리지의 미디어로 쓰이기 위해 필요한 성질들을 갖추었음을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권2호
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• pp.106-113
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• 2006

PMN-PZT films with thickness of $5\;{\mu}m$ were deposited on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate at room temperature using aerosol deposition process. The films showed fairly dense microstructure without any crack. XRD and TEM analysis revealed that the films consisted of randomly oriented nanocrystalline and amorphous phases. Post-annealing process was employed to induce crystallization and grain growth of the as-deposited films and to improve the electrical properties. The annealed film showed markedly improved electrical properties in comparison with as-deposited film. The film after annealing at $700^{\circ}C$ for 1h exhibited the best electrical properties. Dielectric constant $(\varepsilon_r)$, remanent polarization $(P_r)$ and piezoelectric constant $(d_{33})$ were 1050, $13\;{\mu}C/cm^2$ and 120 pC/N, respectively.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.633-636
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• 2003

본 논문에서는 ZnO를 사용한 다층 박막 SMR 소자의 공진 특성을 개선하기 위해서 실리콘 기판 상부에 형성된 W/SiO$_2$의 Bragg reflector를 thermal annealing한다. SMR 소자의 공진 특성은 Bragg reflector에 적응된 annealing 조건에 의존함을 관찰할 수 있었다. annealing을 하지 않은 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자와 비교했을 경우, 40$0^{\circ}C$/30min의 조건으로 annealing된 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자가 가장 훌륭한 공진특성을 나타내었다. 새롭게 제안된 annealing 공정은 W/SiO$_2$ 다층 박막 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자의 공진 특성을 효과적으로 개선시키는데 있어 매우 유용할 것으로 보인다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-5
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• 1997

La가 첨가된 $PbTiO_{3}(PLT)$ 박편을 이용하여 압전효과에 대한 보상이 이루어진 고감도 초전형 적외선 센서를 제작하였다. 센서는 두 개의 $1{\times}2\;mm^{2}$의 cell을 인접하게 나란히 설치하고 적절히 전극을 배열한 이중소자 형태로 제작하였으며, 제작된 센서는 단일 소자형 센서에 비하여 잡음 특성이 향상되어 신호대 잡음비가 350에 이르렀다. 나아가 2400 V/W 이상의 전압감도, $4.6{\times}10^{-8}\;C/cm^{2}K$의 초전계수 및 $4.2{\times}10^{-11}\;Ccm/J$의 전압 성능지수와 8.7 msec의 작은 열시상수 특성들을 보였다. 제작된 초전형 적외선 센서는 적절한 매치를 통하여 인체의 이차원적 이동방향의 감지에 응용할 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제15권10호
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• pp.639-643
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• 2005

Lead-free $[Bi_{0.5}(Na_{1-x}K_x)_{0.5}TiO_3](x=0\~1.0)$ ceramics were prepared using a solid state reaction method and their structural and electrical characteristics were investigated. X-ray investigations indicated that the rhombohedral-tetragonal morphotropic phase boundary(MPB) of the $[Bi_{0.5}(Na_{1-x}K_x)TiO_3$ ceramics exists in the range of $x=0.16\~0.20$. The optimum values of piezoelectric constant$(d_{33})$, dielectric constant, and electromechanical coupling factor $(k_p)$ were obtained at $x=0.16\~0.20$ of the MPB region.

• 한국음향학회지
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• 제23권2호
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• pp.103-108
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• 2004

본 연구에서는 고상단결정법으로 성장시킨 PMN-32%PT 단결정의 모든 물성을 공진법을 이용하여 측정하였다. tetragonal 결정구조의 PMN-PT는 독립적인 물성으로 6개의 탄성상수, 3개의 압전상수, 2개의 유전상수를 가진다. 이상의 값들을 서로 다른 형태를 가진 6종류의 시편을 만들어 임피던스 분석기를 이용하여 각각의 시편의 진동모드별 전기임피던스를 측정하여 구하였다. 측정결과 일반 압전세라믹 보다 큰 전기기계결합계수 k/sub 33/ (∼85%)과 압전계수 d/sub 33/ (∼1200pC/N)을 가짐을 확인하였다. 측정한 값의 타당성은 측정시편의 유한요소해석을 통한 임피던스 스펙트럼과 상용 d/sub 33/ -meter측정결과와의 비교를 통해 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.169-170
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• 2005

본 연구에서는 초음파 센서에 응용 가능한 $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3+0.5Wt%$ $MnO_2$ 세라믹스에 Zr/(Ti+Zr)비를 0.37에서 0.41로 변화시킨 조성을 1175 $\sim$ 1200$^{\circ}C$ 온도에서 소결하여 이의 결정구조 및 미세조직을 분석하였고, 압전, 유전 특성을 고찰하였다. 본조성에서 x=0.385 조성에서 최대 유전상수 값 3490 이 나타났으며, 그 이상의 첨가에서는 감소하였다. 상경계 영역인 x=0.385 조성에서 $\varepsilon$r, $K_p$, $d_{33}$ 값이 최대값을 나타내었다. $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3+0.5Wt%$ $MnO_2$, 세라믹스에서는 kp 와 $d_{33}$ 는 Zr/(Ti+Zr)비 0.385조성까지 증가하였다가 그 이상 조성에서 감소하였다. $1175^{\circ}C$에서 2시간 소결한 x=0.385조성에서 $\varepsilon$r=3490, kp=0.71, Qm=476의 우수한 압전 특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.210-211
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• 2005

[ $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ ](KNN) 세라믹스의 소결 특성과 압전 특성을 높이기 위해 B-site에 Sb를 치환하여 Sb함량에 따른 특성을 측정 하였다. Sb 의 함량을 0mol $\sim$ 0.1mol 까지 첨가한 결과 소결 밀도는 Sb의 첨가량이 많아질수록 증가하다 Sb-0.08mol에서 4.40g/$cm^3$으로 가장 높은 밀도를 가졌으며, 여기서의 전기기계 결합 계수가(Kp) 0.45로 높은 값을 나타내었다. 상전 이 온도는 375$^{\circ}C$로 순수한 KNN 의 420$^{\circ}C$ 보다 약 45$^{\circ}C$정도 떨어졌으나 orthorhombic에 서 tetragonal 로 바뀌는 전이 온도는 KNN이 220$^{\circ}C$, KNNS 가 225$^{\circ}C$로 크게 변하지 않았다.