• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.306-306
• /
• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.295-295
• /
• 2007

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변화하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근 이러한 에너지 변화 소자는 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, 항공우주, 자동차, 의료, 건축, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 동작 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시되고 있다. 또한, 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 순수 Ag 전극을 사용하거나, Ag의 비율이 높은 내부 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 소결되는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)\;[(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}Zr_{0.35}Ti_{0.4}]O_3$계의 조성을 설계하여, 소결온도를 낮추기 위해서 2단계 하소법을 이용하였다. 분말을 ball milling을 통해 24시간 동안 혼합하였다. 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 72시간 동안 ball milling 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 ${\Phi}21$ disk 형태로 성형한 후, $800{\sim}950^{\circ}C$ 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 두께 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 열처리한 후, 분극 처리하였다. 압전특성은 $d_{33}$ 미터로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 주파수 및 impedance 특성을 측정하였다. 그 결과 $900^{\circ}C$에서 우수한 압전 특성 및 전기적 특성을 확보 할 수 있었다.

• 전기화학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.105-108
• /
• 2008

최근, 증폭되는 관심은 창조적인 방법에 따른 CNTs의 합리적인 기능화에 집중하고 있다. 하지만 CNTs의 적지 않은 독성은 아직 논쟁의 이슈가 되어 그 생물학적 응용이 제한되어왔다. CNT의 생체 적합성을 개선하기 위해 본 연구에서는 CNT와 유기적인 티타늄을 시작 물질로 나노 혼성의 CNT-$TiO_2$를 제조하여 전기화학적 거동을 고찰하였다. 본 연구는 개질 된 접촉면이 이질의 전자 전송율을 가속하고, 그 결과, 관련 검출감도를 강화할 수 있었음을 확인하였다. 또한 암의 초기 진단을 위한 생물학적 적합성으로 멀티신호의 민감한 바이오센서의 개발에 새로운 전략으로서 그 잠재력의 응용을 제안하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.407-410
• /
• 1998

$RuO_2$를 하부전극으로 적용한 (Ba,Sr)$TiO_3$[BST] 박막의 Sputtering 가스내 $O_2/Ar$ 비에 따른 특성을 고찰하였다. $O_2/Ar$ 비가 1/9에서 5/5로 증가함에 따라 BST 박막의 유전상수는 135에서 190로 증가한 반면, 누설전류 특성은 $1.9{\times}10^{-7}\; A/{\textrm}{cm}^2$에서 $1.7{\times}10^{-6}; A/{\textrm}{cm}^2$로 저하되었다. $O_2/Ar$ 비 증가에 따른 BST 박막의 결정성의 향상에도 불구하고 BST 박막의 표면거칠기의 증가와 BST/ $RuO_2$계면에서의 산소결핍 지역의 확장 등이 BST 박막의 누설전류 특성의 저하를 초래하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권11호
• /
• pp.791-803
• /
• 2001

Mach-Zehnder 간섭기를 이용한 Ti:$LiNbO_3$ 진행파 광변조기를 설계 및 제작하였다. FDM을 이용하여 광도파로의 최적 설계치를 추출하였다. CPW 진행파전극의 MW 유효굴절률 및 특성임피던스를 정합시키기 위하여 taper 영역의 입·출력단에서는 CMM을, 변조영역에서는 FEM으로 설계를 수행하였다. 제작된 소자의 MW 특성으로는, S 파라미터로부터 감쇠상수 ${\alpha}_m$=0.05426 $\sqrt{f}$, MW 유효굴절률 $N_{eff}$=2.2025, 특성임피던스 $Z_c$=39 ${\Omega}$이 추출되었다. MW 특성으로부터 계산한 주파수응답 $R({\omega})$의 3 dB 변조대역폭은 ~10GHz으로 예측되었다.

• 대한화학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.42-50
• /
• 1998

산화티탄을 전극 재료로 사용하기 위해서는 투명하고 수용액에 안정한 재료가 필요하다.아세틸 아세톤 티탄(IV)으로부터 분사방법을 이용하여 산화티탄의 안정한 박막을 얻었다. 결정 모양은 구형을 나타내었으며, 결정의 크기는 온도가 증가함에 따라 증가하였고 두께는 감소하는 경향을 나타내었다. XRD 데이타로부터 아나타제 결정이 400$^{\circ}C$ 에서부터 얻어지기 시작함을 관찰하였다. 440$^{\circ}C$ 에서 만들어진 산화티탄이 고유 광전류가 최대값을 나타냈으며 가시광 영역에서 광전류가 증가하는 결과를 나타냈다. 가시광 영역에서의 광전류는 프탈로시아닌의 흡수 스펙트럼과 같은 ${\lambda}$max 위치에서 얻어졌고 이와 같은 결과는 프탈로시아닌의 결정 특성에 따른 광전류 특성으로 나타났다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.23-29
• /
• 2009

Pt, Pd, In 등의 촉매금속을 사용하여 아세토나이트릴 유독가스에 대한 감도를 향상시키는 SnO2 가스센스에 대하여 연구하였다. Metal-SnO2 후막은 백금전극이 내장된 알루미나 지지체의 스크린법으로 제작되었다. 본 센서의 특성은 검출가스의 농도의 함수로 반응기내 각센서의 전기적 저항을 측정하여 조사하였으며, 10-50ppm 범위의 유독가스 농도에 대하여 검지 측정하였다. 그 결과 촉매금속의 종류에 따라 센서에서 반응하는 감도가 각각 다르게 선택성을 갖고 있는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지D
• /
• 제35D권6호
• /
• pp.72-78
• /
• 1998

Ti:LiNbO$_3$ 광도파로위에 CPW 전극 구조를한 광변조기 내부칩을 제작한 후 일련공정에 따라 패키징 작업을 하였고 소자의 전기적특성과 광학적특성을 측정하였다. 광변조기 패키징을 위하여 페룰, 보조용 LN블럭 및 글래스, 진동 및 흡수용패드, 알루미나피더의 부분품을 사용하였으며 피그테일링, Au 와이어본딩, 에폭싱, SMA커넥팅, 실링 작업을 수행하였다. 전기적 특성에서 S/sub 21/은 -3 dB 점에서 9.8GHz의 값을, S/sub 11/은 14.4 GHz 대에서 -8.9 dB 값을 나타내었다. 광학적 특성은 제작된 광도파로가 1550nm 파장대에서 단일모드를 만족하였고, 패키지후 소자의 삽입손실은 실온에서 4.3 dB 이였으며, 소자를 온도감압챔버에 넣은후 5∼45℃까지 온도변화를 주었을 때 4.3∼6.4 dB의 삽입손실을 보였다. E-O bandwidth 응답은 3dB점에서 7.8GHz를 나타내어 10Gbps급 광통신시스템에 응용할수 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제49권2호
• /
• pp.107-112
• /
• 2000

$(Sr_{0.85}Ca_{0.15})TiO_3$(SCT) thin films were deposited on Pt-coated $TiO_2/SiO_2/Si$ wafer by the rf sputtering method. Experiments were conducted to investigate the electrical properties of SCT thin films with various top electrodes. Various top electrodes as Pt, Al, Ag, Cu were deposited on SCT thin films by sputter and thermal evaporator. The characteristics of C-F and C-V of SCT thin films were not obviously varied with various top electrodes, SCT thin films annealed at $600^{\circ}C$ represents as favorable capacitance characteristics than SCT thin films not annealed, and Pt top electrode have the most high capacitance. The characteristic of I-V of SCT thin films showed that Pt top electrode revealed more less leakage current density than other electrodes, had a leakage current density below 10-8$[A/cm^2]$ until 25[V] applied voltage.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.543-548
• /
• 2006

본 논문은 Ba-Ti-Si형 고유전체 세라믹촉매방전관의 오존발생특성에 관해 연구이다. 기본적인 실험조건은 방전관의 외부직경 52 mm, 방전관 길이 350 mm, 전원 주파수 900 Hz, 냉각수 온도 $25^{\circ}C$, 유량 5, 10, 20 L/min, 방전관 내부 압력 1.2, 1.4, 1.6 atm 그리고 방전관과 전극 사이는 0.4, 0.6, 0.8 mm이다. 그리고 실험결과의 특성들은 오실로스코프상에 나타난 리사쥬 도형의 값을 환산한 소비전력으로 유량 20 L/min, 방전간격 0.6 mm, 압력 1.6 atm 그리고 반응기 내의 무성방전에 사용된 소비전력 150 W에서 최대 오존발생효율 175 g/kWh를 얻을 수 있었다. 그리고 최대 오존발생효율 영역은 1.6 atm 이하의 압력에서는 유량 20 L/min 이하에서 측정되었다. 또한 최대 오존발생효율의 영역은 1.6 atm 이상의 압력에서는 유량 20 L/min 이상인 경우에 오존발생 효율이 높아졌다.