• 제목/요약/키워드: lattice distortion

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Investigation on the phonon behavior of MgB2 films via polarized Raman spectra

  • R. P. Putra;J. Y. Oh;G. H. An;H. S. Lee;B. Kang
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.14-19
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    • 2024
  • In this study, we explore the anisotropy of electron-phonon coupling (EPC) constant in epitaxially grown MgB2 films on c-axis oriented Al2O3, examining its correlation with the critical temperature (Tc) and local structural disorder assessed through polarized Raman scattering. Analysis of the polarized Raman spectra reveals angle-dependent variations in the intensity of the phonon spectra. The Raman active mode originating from the boron plane, along with two additional phonon modes from the phonon density of states (PDOS) induced by lattice distortion, was distinctly observed. Persistent impurity scattering, likely attributed to oxygen diffusion, was noted at consistent frequencies across all measurement angles. The EPC values derived from the primary Raman active phonon do not significantly vary with changing observation angles, followed by that the Tc values calculated using the Allen and Dynes formula remain relatively constant across all polarization angles. Although the E2g phonon mode plays a crucial role in the EPC mechanism, the determination of Tc values in MgB2 involves not only electron-E2g coupling but also contributions from other phonon modes.

Crystal Structure and Physical Property of Tetragonal-like Epitaxial Bismuth Ferrites Film

  • Nam, Joong-Hee;Biegalski, Michael;Christen, Hans M.;Kim, Byung-Ik
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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    • pp.7-8
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    • 2011
  • Basically, the lattice mismatch between film and substrate can make those BiFeO3(BFO) films distorted with strain structure. BFO phase can be stabilized on LaAlO3(LAO) represents the example of a multiferroic with giant axial ratio. Its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion and related to the rotation of the oxygen octahedra. In this study, we show that phases with a tetragonal-like epitaxial BFO films can indeed be ferroelectric and also can be stabilized via epitaxial growth onto LAO. Recent reports on epitaxial BFO films show that the crystal structure changes from nearly rhombohedral ("R-like") to nearly tetragonal("T-like") at strains exceeding approximately -4.5%, with the "T-like" structure being characterized by a highly enhanced c/a ratio. While both the "R-like" and the "T-like" phases are monoclinic, our detailed x-ray diffraction results reveal asymmetry change from MA and MC type, respectively. By applying additional strain or by modifying the unit cell volume of the film by substituting Ba for Bi, the monoclinic distortion in the "T-like" MC phase is reduced, i.e. the system approaches a true tetragonal symmetry. There are two different M-H loops for $Bi_{1-x}Ba_xFeO_{3-{\delta}}$(BBFO) and BFO films on SrTiO3(STO) & LAO substrates. Along with the ferroelectric characterization, these magnetic data indicate that the BFO phase stabilized on LAO represents the first example of a multiferroic with giant axial ratio. However, there is a significant difference between this phase and other predicted ferroelectrics with a giant axial ratio: its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion. Therefore, in going from bulk to highly-strained films, a phase sequence of rhombohedral(R)-to-monoclinic ["R-like" MA-to-monoclinic, "T-like" MC-to-tetragonal (T)] is observed. This sequence is otherwise seen only near morphotropic phase boundaries in lead-based solid-solution perovskites (i.e. near a compositionally induced phase instability), where it can be controlled by electric field, temperature, or composition. Our results show that this evolution can occur in a lead-free, stoichiometric material and can be induced by stress alone. Those major results are summarized as follows ; 1) Ba-doping increases the unit cell volume, 2) BBFO on LAO can be fully strained up to x=0.08 as a strain limit (Fig. 1), 3) P(E) & M(H) properties can be tuned by the variation of composition, strain, and film thickness.

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격자형 건물 일반화가 도시 주거지 빗물 유출경로의 연속성에 미치는 영향 (Effect of Building Generalization in a Lattice Cell Form on the Spatial Connectivity of Overland Storm Waterways in an Urban Residential Area)

  • 전가영;하성룡
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.137-151
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    • 2017
  • 도시표면의 건물정보는 빗물의 유출경로이며 또한 격자기반의 수치해석을 위한 빗물흐름과 건물 외곽을 구분하는 경계조건에 해당한다. 경계조건인 건물자료의 왜곡 최소화는 수치해석 결과의 사실성 확보를 위한 필수적 과정이다. 격자기반의 래스터 전환은 건물자료의 왜곡을 유발하기 때문에 왜곡의 정도를 완화시키기 위한 전처리로 건물 일반화가 필요하다. 본 연구의 목적은 건물 일반화가 일반주거지역의 빗물 유출경로 연속성에 미치는 영향을 분석하고 적정한 일반화 임계값과 수치해석 격자크기를 제시하고자 한다. 빗물 유출경로 연결성 평가를 위한 설명변수로는 일반화 임계값과 수치계산 격자크기를 사용하는 한편 종속변수로는 격자망의 단절 개수와 단절면적을 사용했다. 적정한 격자크기와 일반화 임계값 선정은 임의 격자크기와 임계값을 적용한 일반화 결과로부터 산출된 건물 면적 변화율과 단절 면적 변화율 각각을 비교하고 크기가 가장 낮은 것으로 하였다. 적정 임계값과 격자크기 범위는 각각 3m와 $5{\times}5m{\sim}10{\times}10m$ 이었다. 이를 적용한 결과 건물면적 증가율은 5%이하 그리고 단절면적 감소율은 94.4%이상이었다. 대상지 토지용도를 구분한 건물 일반화 모의 결과, 아파트 단지인 3종의 건물면적과 빗물 유출경로 연결성은 임계값 10m이하에서 크게 변하지 않았다. 한편 개별 주택인 2종 지역에서는 임계값 3m와 격자크기 $5{\times}5m$을 적용한 모의결과는 단절면적의 감소와 양호한 유출경로 연결성을 보였다.

Au-Si 나노점을 촉매로 성장한 Si 나노선의 구조 및 광학적 특성 연구 (Structural and optical properties of Si nanowires grown by Au-Si island-catalyzed chemical vapor deposition)

  • 이연환;곽동욱;양우철
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.51-57
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    • 2008
  • 나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속열화학기상증착(rapid thermal chemical vapor deposition)법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화와 광학적 특성을 연구하였다. 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 액상 입자인 Au-Si 나노점은 나노선 성장온도에서 촉매로 사용되었다. 이 액상 나노점이 형성된 Si 기판에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 기판 온도 하에서 $SiH_4$$H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. Si 나노선 성장 후 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 결과, 대부분의 나노선이 균일한 크기로 기판 표면에 수직하게 <111> 방향으로 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기는 평균 직경이 ${\sim}60nm$이고 평균 길이가 ${\sim}5um$임을 확인하였다. 또한 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope) 관찰을 통해 Si 나노선은 약 3nm의 비정질 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 단결정임이 분석되었다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering)법을 통한 광학적 특성 분석 결과, Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호 위치가 Si 나노선 구조의 영향으로 낮은 에너지 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가함을 확인하였다.

(La0.7-xCex)Sr0.3MnO3 세라믹스의 구조적, 전기적 특성 (Structural and Electrical Properties of (La0.7-xCex)Sr0.3MnO3 Ceramics)

  • 인태연;임정은;박병준;이삼행;이명규;박주석;이성갑
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권3호
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    • pp.249-254
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    • 2023
  • La0.7-xCexSr0.3MnO3 specimens were fabricated by a solid state reaction method and structural and electrical properties with variation of Ce4+ contents were measured. All specimens exhibited a polycrystalline rhombohedral crystal structure, and the (110) peaks were shifted to low angle side with increasing the amount of Ce4+ contents. As Ce4+ ions with different ion radii and charges are substituted with La3+ ions, electrical properties are thought to be affected by changes in the double exchange interaction between Mn3+-Mn4+ ions due to distortion of the unit lattice, a decrease in oxygen vacancy concentration, and an increase in lattice defects. Resistivity gradually decrease as the amount of Ce4+ added increased, and negative temperature coefficient of resistance (NTCR) properties were shown in all specimens. In the La0.5Ce0.2Sr0.3MnO3 specimens, electrical resistivity, TCR and B-value were 31.8 Ω-cm, 0.55%/℃ and 605 K, respectively.

고주파 반응성 스퍼터링에 의한 p형 ZnSe/GaAs 박막성장 및 특성연구 (Growth of p-type ZnSe/GaAs epilayers by Rf reactive sputtering and Its characteristics)

  • 유평렬;정태수;신영진
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.107-112
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    • 1999
  • 고주파 반응성 스퍼터링에 의하여 ZnSe/GaAs 박막을 성장하였다. 박막성장을 위한 본 시스템에서의 최적조건을 찾기 위하여 Ar 압력, sputter 입력전력, 기판온도, 기판과 target 간격의 변화 등을 시도하였다. 성장된 결정의 표면과 격면을 전자현미경으로 관찰했을 때 표면이 균일하게 성장되었으며 기판과 박막의 계면이 평활함을 알 수 있었다. DCRC 측정에 의해 격자 부정합에 의한 변형과 부정합률을 구했다. Photoluminescence 측정으로부터 질소를 주입하지않고 성장한 ZnSe/GaAs 시료는 bound exciton $I_2$세기가 $I_1$보다 우세하게 나타났고 bound exciton $I_2$은 깊은 받개준위인 $I_1\;^d$를 나타냄을 확인할 수 있었다. 성장 중에 질소를 주입한 ZnSe/GaAs 시료에서는 $I_1$ 봉우리가 $I_2$봉우리보다 세기가 매우 컸으며 반폭치값도 작게 나타났다. 이때 bound exciton $I_1$의 근원은 질소의 doping으로 인하여 방출되는 봉우리이며 p형 ZnSe/GaAs 박막으로 성장되었음을 확인하였다.

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DS 스펙트럼 확산 시스템의 협대역 간섭 제거에 관한 연구 (A Study on the Narrow-band Interference Rejection in DS Spread-spectrum Systems)

  • 라상동
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.1994-2000
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    • 1993
  • 이 논문에서는 DS 스펙트럼 확산방식에서 협대역 간섭신호를 추정하고 제거하여 DS자체가 가지는 간섭억압능력의 성능을 개선할 수 있도록 새로운 필터구조를 제안하였고 제안한 필터구조가 가지는 간섭제거성능을 거친 신호를 사용하여 만들어지므로 수신신소에서 때주어 필터에 가한 경우 간섭제거 필터에 의해 얻고자하는 신호의 왜곡을 줄일 수 있다. 그리고 필터의 계수를 보정하는 과정에 사용되는 오차신호에는 아직 덜 제거되고 남은 간섭신호의 상관성이 존재할 수 있으므로 이 오차신호에 선형예측기를 적용하여 간섭신호의 상관량이 제거된 오차신호를 탭계수 보정에 사용하므로써 적응필터의 성능을 향상시킬 수 있다. 시뮬레이션 과정에서는 처리이득(췹수)을 7과 15 두가지 경우로 하고 간섭제거 필터의 탭계수의 수는 16, 전송대역의 5%를 간섭대역으로 하고 신호대 간섭비를 -10dB로 하여 시행한 결과, 간섭억압능력과 BER성능면에서 약 1~3dB의 SNR 향상을 얻을 수 있다.

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사파이어 기판 방향성에 따른 GaN 박막의 미세구조 (Microstructure of GaN films on sapphire surfaces with various orientations)

  • 김유택
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.162-167
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    • 1999
  • 3가지 방향성을 가진 사파이어 기판 위에 GaN 박막을 OMVPE방식으로 증착시켜 증착된 GaN epilayer를 투과전자현미경으로 분석하여 각 미세구조의 차이를 비교분석하였다. 3 가지 방향 모두에서 GaN 증착층이 관찰되어졌으며 그중 가장 좋은 경계면의 상태와 단일결정성을 보여준 것은 사파이어{0001} 방향의 기판을 사용한 경우였다. 결함들도 {0001} 방향의 기판을 사용한 경우에서 가장 적게 나타났다. 모든 경우에서 buffer layer는 발견되어지지 않았고 그럼에도 불구하고 경계면에서의 격자 뒤틀림이 일어나는 지역이 수 나노미터(nanometer) 정도밖에 안되는 우수한 경계면들이 관찰되었다. 따라서 일반적으로 GaN 박막 증착시에 가장 많이 사용되는 사파이어 basal plane 외에도 결함이 많기는 하지만, {1120}와 {1102} plane 위에도 GaN 증착층이 buffer layer 없이 증착 될 수 있다는 사실을 TEM 관찰을 통하여 알 수 있었으며 사파이어 {0001}면를 기판으로 사용한 경우에 미세구조 측면에서 볼 때 hetero-epitaxial한 GaN 박막층을 얻을 수 있는 것을 확인하였다.

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Effect of Milling Speed on the Structural and Magnetic Properties of Ni70Mn30 Alloy Prepared by Planetary Ball Mill Method

  • Hussain, Imad;Lee, Ji Eun;Jeon, So Eun;Cho, Hyun Ji;Huh, Seok-Hwan;Koo, Bon Heun;Lee, Chan Gyu
    • 한국재료학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.539-543
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    • 2018
  • We report the structural, morphological and magnetic properties of the $Ni_{70}Mn_{30}$ alloy prepared by Planetary Ball Mill method. Keeping the milling time constant for 30 h, the effect of different ball milling speeds on the synthesis and magnetic properties of the samples was thoroughly investigated. A remarkable variation in the morphology and average particle size was observed with the increase in milling speed. For the samples ball milled at 200 and 300 rpm, the average particle size and hence magnetization were decreased due to the increased lattice strain, distortion and surface effects which became prominent due to the increase in the thickness of the outer magnetically dead layer. For the samples ball milled at 400, 500 and 600 rpm however, the average particle size and hence magnetization were increased. This increased magnetization was attributed to the reduced surface area to volume ratio that ultimately led to the enhanced ferromagnetic interactions. The maximum saturation magnetization (75 emu/g at 1 T applied field) observed for the sample ball milled at 600 rpm and the low value of coercivity makes this material useful as soft magnetic material.

Li이 첨가된 BiNbO4 세라믹 후막 모노폴 안테나의 전기적 특성 (The Electrical Properties of Li Doped BiNbO4 Ceramic Thick Film Monopole Antenna)

  • 정천석;안성훈;안상철;서원경;허대영;박언철;이재신
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.558-566
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    • 2003
  • Li$_2$CO$_3$가 첨가된 BiNbO$_4$ 세라믹스를 이용하여 후막 모노폴 안테나를 제작하였다. 그 결과 Li 이온이 Bi, Nb 이온과 결합하여 이온간의 거리를 증가시켰다. 이에 따라 이온 분극량이 증가하여 유전율은 증가하였지만 세라믹 내 격자구조의 왜곡이 심해져 유전손실이 증가하였다. 안테나 특성에 있어서는 유전율 보다는 품질계수(Q)의 영향을 직접적으로 받았다. 대역폭을 측정한 결과 Li$_2$CO$_3$ 첨가에 따른 급격한 품질계수의 저하와 함께 37 %에서 81.7 %까지 증가한 반면 안테나 이득은 -5.5 dBi 에서 -10.03 dBi까지 급격히 감소하였다. 이로 인해 방사패턴은 Li$_2$CO$_3$ 미(未)첨가 시 보다 낮은 dBi 값을 보여 주었다. 특히 무 지향성을 보여야될 x-y면 방사패턴의 경우 격자구조의 왜곡으로 인한 파장의 산란과 공기와 유전체의 경계면에서 높은 유전율 차이로 굴절이 일어나 심하게 왜곡되어 있었다. 그러나 낮은 품질계수(Q)로 인하여 모든 조성 범위에서 1 GHz 이상의 우수한 -10 dB 대역폭 특성을 보여주었다.