• 제목/요약/키워드: band gap: dielectric

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Optical and dielectric properties of nano BaNbO3 prepared by a combustion technique

  • Vidya, S.;Mathai, K.C.;John, Annamma;Solomon, Sam;Joy, K.;Thomas, J.K.
    • Advances in materials Research
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    • 제2권3호
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    • pp.141-153
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    • 2013
  • Nanocrystalline Barium niobate ($BaNbO_3$) has been synthesized by a novel auto-igniting combustion technique. The X-Ray diffraction studies reveals that $BaNbO_3$ posses a cubic structure with lattice constant $a=4.071{\AA}$. Phase purity and structure of the nano powder are further examined using Fourier-Transform Infrared and Raman spectroscopy. The average particle size of the as prepared nano particles from the Transmission Electron Microscopy is 20 nm. The UV-Vis absorption spectra of the samples are recorded and the calculated average optical band gap is 3.74eV. The sample is sintered at an optimized temperature of $1425^{\circ}C$ for 2h and attained nearly 98% of the theoretical density. The morphology of the sintered pellet is studied with Scanning Electron Microscopy. The dielectric constant and loss factor of a well-sintered $BaNbO_3$ at 5MHz sample is found to be 32.92 and $8.09{\times}10^{-4}$ respectively, at room temperature. The temperature coefficient of dielectric constant was $-179pp/^{\circ}C$. The high dielectric constant, low loss and negative temperature coefficient of dielectric constant makes it a potential candidate for temperature sensitive dielectric applications.

포토닉 밴드갭 광결정의 제작과 선형 및 비선형 광학 특성 연구 (Fabrication and Linear & Nonlinear Optical Characterization of Photonic Crystals)

  • Ha Na Yeong;U Yeon Gyeong;Hwang Ji-Su;Jang Hye-Jeong;Park Byeong-Ju;U Jeong-Won
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.162-163
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    • 2002
  • 1-D photonic band-gap structure is identified in a cholesteric liquid crystal system. The optical transmission spectrum is measured and compared with the theoretical analysis. Nonlinear transmission is measured near the band edge. Also 3-D photonic band-gap structures are fabricated from dielectric colloidal polystyrene beads through a centrifuge method. The fabricated photonic crystals exhibit opalescent colors under white light and show a clear diffraction peak dependent on the incident angle of the light beam. Also the scanning electron microscope image was taken to verify the face-centered cubic crystal structure. Bragg's law and Snell's law are employed to describe the position of angle resolved diffraction peaks. It was shown that the optically deduced effective refractive index and lattice constants were in good agreement with the crystal structure identified by scanning electron microscope.

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Applications of a Chirping and Tapering Technique on Photonic Band-Gap(PBG) Structures for Bandwidth Improvement

  • Tong Ming-Sze;Kim Hyeong-Seok;Chang Tae-Gyu
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제5권1호
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    • pp.43-47
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    • 2005
  • Microwave or optical photonic band-gap(PBG) structures are conventionally realized by cascading distributive elements in a periodic pattern. However, the frequency bandwidth obtained through such plainly periodic arrangement is typically narrow, corporate with a relatively high rejection side-lobe band. To alleviate such problems, a design involving a chirping and tapering technique is hence introduced and employed. The design has been applied in both a planar stratified dielectric medium as well as a strip-line transmission line structure, and results are validated when compared with the corresponding conventional PBG structure.

유전체 공진기의 HFSS 모델링을 이용한 2체배된 K밴드 VCO 연구 (Design of K-band VCO using HFSS modeling of dielectric resonator and frequency doubler)

  • 강성민;전종환;구경헌
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.7-10
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    • 2002
  • This paper presents a design of 24㎓ GaAs MESFET voltage controlled oscillator using a dielectric resonator(DR) and a frequency doubler. DR modeling has been done to get the effects of resonator size and the gap from transmission line by HFSS at 12㎓, and frequency doubler is used to get 24㎓ Output.

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ULSI Device에 적용을 위한 High-K Gate Oxide 박막의 연구 (The study of High-K Gate Dielectric films for the Application of ULSI devices)

  • 이동원;남서은;고대홍
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.42-43
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    • 2002
  • 반도체 디바이스의 발전은 높은 직접화 및 동작 속도를 추구하고 있으며, 이를 위해서 MOSFET의 scale down시 발생되는 문제를 해결해야만 한다. 특히, Channel이 짧아짐으로써 발생하는 device의 열화현상으로 동작전압의 조절이 어려워 짐을 해결해야만 하며, gate oxide 두께를 줄임으로써 억제할 수 있다고 알려져 왔다. 현재, gate oxide으로 사용되고 있는 SiO2박막은 비정질로써 ~8.7 eV의 높은 band gap과 Si기판 위에서 성장이 용이하며 안정하다는 장점이 있으나, 두께가 1.6 nm 이하로 얇아질 경우 전자의 direct Tunneling에 의한 leakage current 증가와 gate impurity인 Boron의 channel로의 확산, 그리고 poly Si gate의 depletion effect[1,2] 등의 문제점으로 더 이상 사용할 수 없게 된다. 2001년 ITRS에 의하면 ASIC제품의 경우 2004년부터 0.9~l.4 nm 이하의 EOT가 요구된다고 발표하였다. 따라서, gate oxide의 물리적인 두께를 증가시켜 전자의 Tunneling을 억제하는 동시에 유전막에 걸리는 capacitance를 크게 할 수 있다는 측면에서 high-k 재료를 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다[3]. High-k 재료로 가능성 있는 절연체들로는 A1₂O₃, Y₂O₃, CeO₂, Ta₂O, TiO₂, HfO₂, ZrO₂,STO 그리고 BST등이 있으며, 이들 재료 중 gate oxide에 적용하기 위해 크게 두 가지 측면에서 고려해야 하는데, 첫째, Si과 열역학적으로 안정하여 후속 열처리 공정에서 계면층 형성을 배제하여야 하며 둘째, 일반적으로 high-k 재료들은 유전상수에 반비례하는 band gap을 갖는 것으로 알려줘 있는데 이 Barrier Height에 지수적으로 의존하는 leakage current때문에 절연체의 band gap이 낮아서는 안 된다는 점이다. 최근 20이상의 유전상수와 ~5 eV 이상의 Band Gap을 가지며 Si기판과 열역학적으로 안정한 ZrO₂[4], HfiO₂[5]가 관심을 끌고 있다. HfO₂은 ~30의 고유전상수, ~5.7 eV의 높은 band gap, 실리콘 기판과의 열역학적 안전성 그리고 poly-Si와 호환성등의 장점으로 최근 많이 연구가 진행되고 있다. 또한, Hf은 SiO₂를 환원시켜 HfO₂가 될 수 있으며, 다른 silicide와 다르게 Hf silicide는 쉽게 산화될 수 있는 점이 보고되고 있다.

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새로운 PBG 접지면과 바랙터 회로를 이용한 선형화된 VCDRO의 설계 (Design of Linearized VCDRO with Novel PBG Ground Plane and Varactor Circuit)

  • 강성민;전종환;구경헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권5호
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    • pp.63-68
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    • 2004
  • 본 논문은 접지면에 새로운 형태의 PBG(photonic band gap) 구조와 바랙터에 서로 다른 바이어스 전압을 인가하여 전압에 따른 주파수의 선형성이 향상된 12㎓ VCDRO(voltage controlled dielectric resonator oscillator)를 설계하였다 접지면의 PBG 구조는 출력단에 부가적인 필터 없이 2, 3차 고조파를 억압하였으며, 마이크로스트립 라인과 결합된 유전체 공진기의 공진주파수를 정확히 해석하기 위하여 FEM(fuite element method) 시뮬레이션을 이용하여 추출된 산란계수를 VCDRO 설계에 사용하였다. 측정된 결과를 통하여 본 논문에서 제안한 기법의 유용함을 보여주었다.

Synthesis, Optical and Electrical Studies of Nonlinear Optical Crystal: L-Arginine Semi-oxalate

  • Vasudevan, P.;Sankar, S.;Jayaraman, D.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권1호
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    • pp.128-132
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    • 2013
  • L-Arginine semi-oxalate (LASO) single crystal has been grown by solution growth technique at room temperature. The crystal structure and lattice parameters were determined for the grown crystal by single crystal X-ray diffraction studies. Photoluminescence studies confirm the violet fluorescence emission peak at 395 nm. Optical constants like band gap, refractive index, reflectance, extinction coefficient and electric susceptibility were determined from UV-VIS-NIR spectrum. The dielectric constant, dielectric loss and ac conductivity of the compound were calculated at different temperatures and frequencies to analyze the electrical properties. The solid state parameters such as plasma energy, Penn gap, Fermi energy and polarizability were calculated to analyze second harmonic generation (SHG). Nonlinear optical property was discussed to confirm the SHG efficiency of the grown crystal.

새로운 유도성 포스트 구조를 갖는 Ka-Band NRD 가이드 필터의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Ka-Band NRD Guide Filter with Newly Designed Inductive Post Structure)

  • 김영수;류원렬;유영근;최재하
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.369-376
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    • 2003
  • 본 논문에서는 NRD Guide를 이용한 새로운 구조의 Ka-Band 대 역 의 필터를 설계하고, 제작하여 그 측정 결과를 기존의 구조와 비교 검토하였다. 밀리미터파 대역의 필터는 필터의 치수에 매우 민감하며, 따라서 설계치와 유사한 특성을 갖기 위해서는 수 미크론의 정밀도가 요구된다. 기존의 공극 결합된 NRD 가이드 필터의 경우, 필터의 각 단의 공진기로 동작하는 유전체 블록을 공극 결합시켜 필터로 구현하였다. 이러한 구조에서는 각 단의 공진기의 정밀가공 및 각 단의 공진기 간의 간격을 수 미크론 대의 정밀도로 조립하기란 거의 불가능하다. 본 논문에서는 NRD 가이드를 이루는 유전체 선로에 유도성 포스트를 삽입하여 각 단의 공진기를 결합한 구조를 갖는다. 포스트 사이의 유전체 선로는 필터의 각 단의 공진기로 동작하며, 포스트의 삽입위치로 각 단의 결합량을 결정하였다. 제안한 필터는 그 구조가 매우 간단하고, 정밀가공이 용이해 양산에 적합한 구조를 갖는다. 설계, 제작 및 측정결과,중심주파수 39.475 GHz에서 350 MHz의 대역폭을 가지며, 통과대역에서 1.8 dB 이하의 삽입손실과, -18 dB 이하의 반사손실을 갖는다.

Photonic Band Gaps for Surface Plasmon Modes in Dielectric Gratings on a Flat Metal Surface

  • Song, Seok-Ho;Yoon, Jae-Woong;Lee, Gwan-Su;Oh, Cha-Hwan;Kim, Pill-Soo
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제6권3호
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    • pp.76-82
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    • 2002
  • For dielectric gratings on a flat metal surface, photonic band gaps created by Brags scattering of surface plasmon polaritons are observed. The observation result that directly images this gap is compared with that predicted by a numerical model based on a plane wave expansion. Consistency between the experimental and numerical results is also confirmed by comparison with the well-known calculation method of diffraction, the rigorous coupled wave analysis method.

분광 타원계측기를 이용한 고굴절률 게이트 산화막의 광물성 분석 (Optical Properties of High-k Gate Oxides Obtained by Spectroscopic Ellipsometer)

  • 조용재;조현모;이윤우;남승훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1932-1938
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    • 2003
  • We have applied spectroscopic ellipsometry to investigate $high-{\kappa}$ dielectric thin films and correlate their optical properties with fabrication processes, in particular, with high temperature annealing. The use of high-k dielectrics such as $HfO_{2}$, $Ta_{2}O_{5}$, $TiO_{2}$, and $ZrO_{2}$ as the replacement for $SiO_{2}$ as the gate dielectric in CMOS devices has received much attention recently due to its high dielectric constant. From the characteristics found in the pseudo-dielectric functions or the Tauc-Lorentz dispersions, the optical properties such as optical band gap, polycrystallization, and optical density will be discussed.

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