초전형 적외선센서를 제조하기 위하여 La가 첨가된 $PbTiO_{3}$(PLT)박편을 소결온도, La첨가량 및 소결시의 분위기분말의 양과 같은 제조조건을 달리하면서 제조하여 이에 따른 시편의 구조적 특성을 X-선 회절기, 전자현미경 및 상대밀도의 측정을 통하여, 유전특성을 유전상수와 큐리온도 등의 측정을 통하여 조사하였다. La 첨가랑이 증가함에 따라 정방성비 c/a는 감소하였으며, 상대밀도 및 입자의 크기는 증가하였다. 이는 La 첨가량이 증가함에 따라 전하중성을 유지하기 위한 Pb공공의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. 소결시 분위기분말의 증가는 La 첨가에 따른 효과에 비해 미미하지만 정방성비를 미세하게나마 증가시켜 PbO의 휘발을 감소시키는 것으로 나타났다. La 첨가량에 따른 정방성비의 감소로 상온에서의 유전상수는 증가하였으며 큐리온도는 감소하였다.
스핀 코팅 방법으로 제조된 P(VDF/TrFE) 막의 유전적 특성을 조사하였다. 막의 결정성과 막질을 개선하기 위해 스핀 코팅 후에 3 단계에 걸친 열처리 공정을 하였다. 상부전극을 마스크로 사용하는 간단한 P(VDF/TrFE) 막의 식각공정과 조건을 확립하였다. 분극을 여러 단계에 걸쳐 하는 정확한 분극공정을 실현하였다. 스핀코팅으로 제조된 막의 두께는 용액농도 10 wt%, 스핀속도 3000 rpm, 스핀시간 30초에서 $1.87\;{\mu}m$였다. 제조된 P(VDF/TrFE) 막의 유전상수와 유전손실을 측정하였다. 1 kHz의 주파수에서 분극전 P(VDF/TrFE) 막의 유전상수는 13.5, 유전 손실은 0.042로 나타났으며 분극후 각각 11.5, 0.037로 나타났다.
비선형 광학 유기물질 meta-Nitroaniline(mNA)의 고품질 단결정을 과냉법을 사용하여 성장시키는데 처음으로 성공 하였다. 정제한 mNA를 녹인 뒤, 0.1 K의 일정한 과냉각 상태에서 종자 결정을 도입하여 하루 동안 크기가 약 $20{\times}15{\times}15 \textrm {mm}^3인 우수한 품질의 단결정을 성장시켰다. 성장된 결정의 전체적인 외형상 특징은 한쪽 방향으로만 성장했다는 것이다. 성장한 방향으로는 잘 발달된 {111}면과 {021}면으로 형성되어 있으나, 성장하지 않을 반대쪽 방향으로는 결정면이 생기기 않았다. 결정 성장이 이루어지는 방향은 파이로 전기적 방법으로 측정한 결과, [001] 방향으로 판명되었다. 성장된 결정의 결함 구조 특성은 싱크로트론 X-선 topography를 이용하여 조사하였으며, 비선형 광학 특성은 2차 조화파 변환 효율 및 광손상 문턱 값 측정으로 조사하였다.
[ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient and a nonlinear electro-optic coefficient value. In spite of its advantages, SBN has not been investigated well compared to other ferroelectric materials with perovskite structure. In this study, SBN thin film was manufactured by ion beam sputtering technique using the prepared SBN target in $Ar/O_2$ atmosphere. SBN30 thin film of $1000{\AA}$ was pre-deposited as a seed layer on $Pt(100)/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate followed by SBN60 deposition up to $3000{\AA}$ in thickness. As-deposited SBN60/SBN30 layer was heat-treated at different temperatures of 650, 700, 750, and $800^{\circ}C$ in air, respectively The crystallinity and orientation behavior as well as electric properties of SBN60/SBN30 multi-layer were examined. The deposited layer was uniform and the orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern. There was no difference in the crystal structure with heat-treatment temperature, but the electric properties depended on the heating temperature and was the best at $750^{\circ}C$. In electric properties of Pt/SBN60/SBN30/Pt thin film capacitor prepared, the remnant polarization (2Pr) value was $15{\mu}C/cm^2$, the coercive field (Ec) 75 kV/cm, and the dielectric constant 1075, respectively.
[ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient, piezoelectric, and a photo refractive properties. In this study, SBN60(x=0.6) thin film was manufactured by ion beam sputtering technique. Using the prepared SBN60 target in $Ar/O_2$ atmosphere as-deposited SBN60 thin film on Pt(100)/$TiO_2/SiO_2/Si$ substrate crystallization and orientation behavior as well as electric properties of SBN60 thin film were examined. SBN60 deposition up to $3000{\AA}$ in thickness, SBN60 thin film was heat-treated at $650^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$. The orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern where working pressure was $4.3{\times}10^{-4}$ torr. The deposited layer was uniform, preferred orientatin and crystallization behavior resulted in the change of $O_2$ ratio was observed. In electric propertie of Pt/SBN60/Pt thin film capacitor remnant polarization (2Pr) value was $10{\mu}C/cm^2$, the coercive filed (Ec) 50 kV/cm, and the dielectric constant 615, respectively.
초전형 센서의 특성 평가 방법에는 여러 가지 방법들이 존재하며, 이에 대한 표준화된 특성 평가방법의 개발이 필요로 한다. 측정 평가의 방법이나 조건 등에 따라서 평가 결과가 크게 변할 수 있는 사항들이며, 따라서 국내 뿐 아니라 대외적으로 다른 나라의 제품들과 신뢰성을 가지고 경쟁을 하기 위해서는 평가항목이나 평가방법의 표준화가 절실하게 요구된다. 초전형 적외선 센서를 평가하는 항목에는 기본적으로 입력에 대한 출력신호의 크기를 평가하는 감도(responsivity), 잡음과 관련되어 센서가 검출할 수 있는 최소의 신호를 나타내는 NEP(Noise Equivalent Power)와 이것을 센서의 감지 면적으로 정규화 시킨 검출능(detectivity), 응답 속도를 나타내는 시정수(time constant)가 있으며 이러한 항목들이 표준화의 대상이 된다. 본 실험에서는 기존의 상용화된 센서들을 가지고 초전형 적외선 센서의 특성을 측정 하였다. 특성을 측정할 때 다른 요인들 보다 노이즈로 인한 영향이 상당히 크므로 측정시 노이즈 발생 문제를 해결하는 방법으로 본 논문에서는 센서 측정에 사용되는 증폭 회로에서 노이즈를 해결하려고 하였다. 우리는 증폭 회로구성에서 노이즈를 제거하기 위해서 신호입력단과 전압 압력에 잡음제거 필터로 R, C를 사용하였다. 회로설계로 제작된 증폭회로와 측정 장치를 가지고 측정을 한 결과 센서의 감도는 $3.0mV_{p-p}$, 응답시간은 20ms정도의 값으로 가장 일반적인(typical) 값을 보인다.
$Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$(SBN, $025{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient and a nonlinear electro-optic coefficient value. In spite of its advantages, SBN has not been investigated well compared to other ferroelectric materials with perovskite structure. In this study, SBN thin film was manufactured by ion beam sputtering technique using the prepared SBN target in Ar/$O_2$ atmosphere. SBN30 thin film of 500 ${\AA}$ was pre-deposited as a seed layer on Pt(l00)/$TiO_2$/$SiO_2$/Si substrate followed by SBN60 deposition up to 4500 ${\AA}$ in thickness. SBN60/SBN30 layer was deposited at different Oxygen amount of 0, 8.1, 17, and 31.8 sccm, respectively. The crystallinity and orientation behavior as well as electric properties of SBN60/SBN30 multi-layer were examined. The deposited layer was uniform and the orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern. The crystal structure and the electric properties depended on the Oxygen amount, heating temperature and was the best at O2 = 8.1 seem, $750^{\circ}C$. In electric properties of Pt/SBN60/SBN30/Pt thin film capacitor prepared, the remnant polarization (2Pr) value was 13 ${\mu}C/cm^2$, the coercive field (Ec) 75 kV/cm, and the dielectric constant 1492, respectively.
Pb과잉인 PLT 타겟을 이용하여 MgO(100) 단결정 기판위에 고주파 마그네트론 스펏터링법으로 PLT박막을 제조하였으며, c-축 배향에 따른 물리적 및 전기적 특성을 조사하였다. PLT박막의 c-축 배향성은 제조조건에 따라 변화하며, 본 연구에서의 제조조건은 기판온도가 $640^{\circ}C$, 분위기압이 10 mTorr, $Ar/O_{2}$비가 10 및 고주파 전력밀도가 $1.7 W/cm^{2}$이었다. 이러한 조건에서 제조된 PLT 박막은 표면에서의 Pb/Ti 비가 1/2, 저항률이 $8{\times}10^{11}{\Omega}{\cdot}cm$ 및 비유전률이 110 이었다. PLT박막을 이용하여 초전형 적외선 센서를 제조하였으며, 제조된 적외선 센서의 피크 대 피크 전압은 450 mV, 신호대 잡음비는 7.2 였다.
[ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient and a nonlinear electro-optic coefficient value. In spite of its advantages, SBN has not been investigated well compared to other ferroelectric materials with perovskite structure. In this study, SBN thin film was manufactured by ion beam sputtering technique using the prepared SBN target in $Ar/O_2$ atmosphere. SBN30 thin films of different thickness were pre-deposited as a seed layer on $Pt(100)/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate followed by SBN60 deposition up to $4500\;{\AA}$ in thickness. As-deposited SBN60/SBN30 layer was heat-treated at different temperatures of 650, 700, 750, and $800\;^{\circ}C$ in air, respectively, The crystallinity and orientation behavior as well as electric properties of SBN60/SBN30 multi-layer were examined. The deposited layer was uniform and the orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern. There was difference in the crystal structure with heat-treatment temperature, and the electric properties depended on the heating temperature and the seed-layer thickness. In electric properties of Pt/SBN60/SBN30/Pt thin film capacitor prepared, the remnant polarization (2Pr) value was $15\;{\mu}C/cm^2$, the coercive field (Ec) 65 kV/cm, and the dielectric constant 1492, respectively.
Pt/SiOz!Si의 기판위에 $(Pb,La)TiO_3$(PLT) 박막을 졸-겔 방법으로 제작하여 La 첨가량 및 후속열처리 온도에 따른 결정학적, 전기적 특성율 조사하였다. $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리된 PLT 박막 시료의 경우 La 도핑량에 관계없이 전형적인 perovskite 결정구조를 보여 주었다. La이 전혀 첨가되지 않은 $(Pb,La)TiO_3$(PT) 시료에 10 mole% La을 첨가할 경우 (PLT-I0 시료) c축 배향도는 약 63%에서 26%로 크게 감소하였다. PLT-1O 박막시료의 깊이에 따른 AES 분석결과 박막내의 각 성분원소 들이 비교척 균일하게 분포되어 았고 하부전극(Pt)과 PLT 박막층 사이에는 상호반응없이 비교적 안정된 막을 형성하고 있음을 알 수 있었다. $600^{\circ}C$에서 열처리된 PLT-1O 박막의 유전상수$({\varepsilon}r)$ 와 유전정접 (tan$\delta$) 은 약 193과 0.02의 값을 나타내였다. 후속열처리 온도를 $600^{\circ}C 에서 700^{\circ}C$로 증가함에 따라 잔류분극$(2Pr,Pr_+-Pr_-)$은 약 $4\muC\textrm{cm}^2 에서 약 16\muC\textrm{cm}^2$로 크게 증가하였으며 잔류 분극값의 증가는 후속열처리에 의해 결정성이 개선되었기 때문이라 판단된다. $30^{\circ}C$ 온도부근에셔 초전계수($\gamma$)는 약 $4.0nC/\textrm{cm}^2{\cdot}^{\circ}C$의 값을 냐타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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