• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.295-295
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• 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.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.11 no.2
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• pp.105-108
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• 2008

In the recent years, increasing interests are being focused on the rational functionalization of the CNTs by some creative methods. However, the considerable toxicity of CNT is still a controversialissue and limits its biological application. To improve the biocompatibility of CNT, in this work we prepared CNT-$TiO_2$ nanocomposites with CNT and organic titanium precursors. Our observations demonstratethat the modified interface could accelerate the heterogeneous electron transfer rates and thusenhance the relevant detection sensitivity, suggesting its potential application as the new strategy for the development of the biocompatible and multi-signal responsive biosensors for the early diagnosis of cancers.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.8 no.3
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• pp.407-410
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• 1998

The characteristics of $(Ba,Sr)TiO_3$[BST] thin films with the variation of $O_2/Ar$ ratio in sputtering gas deposited on $RuO_2$ bottom electrode were investigated. Dielectric constant of BST film increases from 135 to 190 with increasing oxygen partial pressure from 10 to 50, which is mainly due to the improved crystallinity of BST film. The instability of $RuO_2$ surface in $BST/RuO_2$ interface and the increase in the surface roughness of BST thin films with higher $O_2/Ar$ ratio appeared to play an important roles on the degradation of the leakage current characteristics of $Al/BST/RuO_2$ capacitor with various $O_2/Ar$ ratio in sputtering gas. As a consequence, the leakage current of BST thin film showed the lowest value of $1.9{\times}10^{-7}\; A/{\textrm}{cm}^2$ at $O_2/Ar{\approx}1/9$.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.11
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• pp.791-803
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• 2001

Mach-Zehnder type traveling-wave Ti：LiNb $O_3$ optical modulators were designed and fabricated. Optimum parameters of optical waveguides were calculated by means of the FDM. Design of CPW traveling-wave electrodes were performed by the FEM in the active region and by the CMM in the input/output section to obtain the conditions of MW effective index and impedance matching. From the measured S parameters, MW characteristics of the traveling-wane electrodes were extracted to be ${\alpha}_m$=0.05426 $\sqrt{f}$, $N_{eff}$=2.2025, and $Z_{c}$=39 ${\Omega}$. The calculated optical response R($\omega$) showed the 3 dB bandwidth of 10 GHz.z..

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.42 no.1
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• pp.42-50
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• 1998

Titanium dioxide $(TiO_2)$ thin film samples were prepared by using spray pyrolysis methodology and were by using X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction analysis. It was found that anatase prepared by the hydrolysis of titanium(Ⅳ) oxyacetylacetonate exhibited the largest specific surface area. The particle size increased with increasing temperature, while the thickness decreased. Titanium dioxide $(TiO_2)$ in the anatase form was prepared at $400^{\circ}C$ and the photoconductivity was determined using photocurrent measurements. Photoelectrochemical properties of the $TiO_2$-phthalocyanine system were measured in a three-electrode system. The photocurrent action spectrum in the visible region coincided with intrinsic absorption spectrum of phthalocyanine. The crystal structure of phthalocyanine is considered to be a very important property in the photogeneration phenomena.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.13 no.2
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• pp.23-29
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• 2009

This study investigated sensitivity of the gas sensor to chemical weapons with the sensor material doped with catalysts. The nano-sized SnO2 powder mixed with metal oxides (TiO2) was doped with transition metals(Pt, Pd and In). Thick film of nano-sized SnO2 powder with TiO2 was prepared by screen-printing method onto Al2O3 substrates with platinum electrode and chemical precipitation method. The physical and chemical properties of sensor material were investigated by SEM/EDS, XRD and BET analyzers. The measured sensitivity to simulant toxic gas is defined as the percentage of resistance of value equation, [(Ra-Rg)/$Ra\;{\times}100$)], that of the resistance(Ra) of SnO2 film in air and the resistance(Rg) of SnO2 film in acetonitrile gas. The best sensitivity and selectivity of these thick film were shown with 1wt.% Pd and 1wt.% TiO2 for acetonitile gas at the operating temperature of $250^{\circ}C$.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.35D no.6
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• pp.72-78
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• 1998

An optical modulator Ti:LiNbO$_3$optical waveguide and CPW electrode structure were fabricated. The optical modulator was packaged using components such as ferrules, dirmy LN block and glass, vibration and shock absorbption pad, and alumina feeder through processings of pigtailing. Au wire bonding, epoxing, SMA connecting, sealing. The electrical and optical characteristics were measured after packaging. The electrical properties of S$_{21}$ and S$_{11}$ were obtained as 9.8 GHz at -3 dB and -8.9dB at 14.4GHz, respectively. Optical waveguide prepared met requirements for a single mode at a 1550nm wavelength range. Insertion loss was 4.3dB at room temperature after packaging, and was varied 4.3~6.4dB at various temperatures, 5~45$^{\circ}C$. E-O bandwidth measurement showed 3dB optical response at 7.8GHz, which means that it is applicable for 10Gbps optical communicationon

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.49 no.2
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• pp.107-112
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• 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.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.5
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• pp.543-548
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• 2006

This paper is to be researched into ozone generation character of Bi-Ti-Si type high dielectric ceramic catalyst discharge tube. And conditions of basic experiment are the outside diameter of discharge tube : 52 mm, the length of discharge tube : 350 mm, the frequence : 900 Hz, the temperature of cooling water : $25^{\circ}C$, quantity of flow : 5, 10, 20 L/min, pressure : 1.2, 1.4, 1.6 atm, and distance of discharge gap : 0.4, 0.6, 0.8 mm. Ozone generation characteristics were measured to consumption power. At quantity of flow : 20 L/min, discharge gap : 0.6 mm, pressure : 1.6, and consumption power : 150 W, Maximum ozone generation efficiency of 175 g/kWh was obtained. And a range of maximum ozone generation efficiency was measured below the flow quantity of 20 L/min at below pressure of 1.6 atm. However, Maximum ozone generation efficiency was measured over the flow quantity of 20 L/min at over pressure of 1.6 atm.