• 제목/요약/키워드: the polarization constant

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$Pb(Zr, Ti)O_3$강유전체 박막의 스퍼터링 증착과 후속열처리 (Sputtering deposition and post-annealing of $Pb(Zr, Ti)O_3$ ferroelectric thin films)

  • 장지근;박재영;윤진모;임성규;장호정
    • 한국진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.36-43
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    • 1997
  • Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판상에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방식으로 PZT 박막[두께:3000 $\AA$]을 증착하고 RTA방식으로 후속 열처리[열처리온도:$550^{\circ}C$~$650^{\circ}C$, 열처리 시간:10초~50 초]를 실시하여 직경 0.2mm소자의 FECAPs(ferroelectric capacitors)를 제작하였다. 제작된 커패시터의 유전상수($\varepsilon_r$)와 잔류분극($2P_r$)은 $650^{\circ}C$로 30초간 열처리한 시편에서 $\varepsilon_r$ (1kHz)=690, 2Pr(-5V~5V sweep)=22$\muC/\textrm{cm}^2$로 가장 높게 나타났으며 유전정접(tan $\delta$)과 누설전류(Jl)는 $600^{\circ}C$에서 30초간 열처리한 시편에서 $tan\delta(\ge10kHz)\le0.02, \; J_i(5V)=3\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$로 가장 낮게 나타났다.

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LNG선박 열교환기 세관의 SCC에 미치는 용액의 온도의 영향 (The Effect of Temperature on SCC of Heat Exchanger Tube for LNG Vessel)

  • 정해규;임우조
    • 한국가스학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-6
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    • 2004
  • 선박용 열교환기의 냉각수로 사용되고 있는 해수의 입구온도는 스팀터빈콘덴서의 경우 약 $25^{\circ}C$이고 출구온도는 약 $60^{\circ}C$이며, 오일쿨러의 경우 출구온도는 약 $40^{\circ}C$이다. 이러한 해수의 온도 변화는 열교환기 세관재의 부식특성에 크게 영향을 미친다. 그러므로 부식손상을 최소화하면서 열교환 효율을 최대로 유지할 수 있는 냉각용액의 온도설정은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 $3.5\%$ NaCl + $0.1\%\;NH_4OH$ 수용액의 유동하에서 선박용 열교환기 세관재로 사용되고 있는 Al-황동의 분극 및 응력부식균열 실험을 실시하여 분극특성, 응력부식균열거동 및 탈아연특성에 미치는 용액의 온도의 영향에 대하여 고찰하였다.

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BNT-ST 세라믹스의 저온 소결과 강유전 및 압전 특성 (Low Temperature Sintering of (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 Ceramics and Their Ferroelectric and Piezoelectric Properties)

  • 권현희;황가희;천채일;채기웅
    • 센서학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.238-245
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    • 2023
  • 0.75(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.25SrTiO3 (BNT-25ST) ceramics with high densities were successfully prepared at a sintering temperature of 1,000℃ by adding a mixture of 1 mol% CuO and 0.5 mol% Na2CO3 or 0.5 mol% CuO and 0.25 mol% Na2CO3. Double polarization-electric field (P-E) hysteresis curves and sprout-shaped bipolar strain-electric field (S-E) hysteresis curves with small negative strains were observed in the pristine and CuO-added BNT-25ST ceramics whereas the Na2CO3-added sample showed similar P-E and S-E curves to a typical ferroelectric. The pristine BNT-25ST ceramics showed an extremely large strain and a large-signal piezoelectric strain constant (d33*): 0.287 % at 80 kV/cm and 850 pm/V at 20 kV/cm. Similar values, 0.248 % at 80 kV/cm and 655 pm/V at 20 kV/cm, were obtained in the CuO-added sample. However, the pristine and CuO-added samples showed large hysteresis in unipolar S-E curves at an electric field of less than 20 kV/cm. The Na2CO3-added sample showed smaller values of the strain and d33* but displayed a linear change and small hysteresis in the unipolar S-E curve. The co-added sample with CuO and Na2CO3 displayed intermediate P-E and S-E hysteresis curves.

스핀-코팅법으로 제작한 K(Ta,Nb)O3/Pb(Zr,Ti)O3 이종층 박막의 전기 열량 효과 (Electrocaloric Effect in Heterolayered K(Ta,Nb)O3/Pb(Zr,Ti)O3 Thin Films Fabricated by Spin-Coating Method)

  • 양영민;육지수;김지원;이삼행;박주석;김영곤;이성갑
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제33권6호
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    • pp.465-470
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    • 2020
  • Heterolayered K(Ta,Nb)O3/Pb(Zr,Ti)O3 thin films on Pt/Ti/SiO2/Si substrates were prepared by a sol-gel process and spin-coating method. The structural and electrical properties were measured to investigate the possibility of application as an electrocaloric effect device. All specimens exhibited dense and uniform cross-sectional structures without pores, and the average thickness of the specimen coated six times was approximately 394 nm. Curie temperatures were observed at 5℃ or less in type-I and 10℃ in type-II specimens, respectively. Type-II specimens coated 6 times showed a relative dielectric constant of 758 and remanent polarization of 9.71 μC/㎠ at room temperature. The maximum electrocaloric effect occurred between 20 and 25℃, slightly higher than their Curie temperature, and the electrocaloric property (ΔT) of the type-II specimens coated 6 times was approximately 1.2℃ at room temperature.

Floating Zone Technique법으로 질소분위기 하에서 성장한 BaZr0.08Ti0.92O3 다결정의 Tunability 및 열처리 효과 (Annealing Effect and Tunability of BaZr0.08Ti0.92O3 Polycrystal Grown in N2 Gas Atmosphere by Floating Zone Technique)

  • 황호병
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.1178-1185
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    • 2004
  • In the atmosphere of $N_2$ gas, BaZ $r_{0.08}$ $Ti_{0.92}$ $O_3$ polycrystal was grown by floating zone technique using BaZ $r_{0.08}$ $Ti_{0.92}$ $O_3$ ceramics as a feed and SrTi $O_3$(1l0) single cystal as a seed. The dielectric constant and loss at 10 kHz, 100 kHz, and 1 MHz for the as-grown sample were measured as a function of temperature in the temperature range between -10$0^{\circ}C$ and 150 $^{\circ}C$ to find a dielectric peak with frequency dispersion at Curie point. The hysteresis loop showed that the grown sample had very small polarization which was 0-0.01 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ for the applied dc-electric fields from -7 kV/cm to +7 kV/cm. However, the normal hysteresis loop was appeared after oxygen annealing. The electric-field dependence of the dielectric constant for both the as-grown and the post-annealed samples was studied by measuring the dielectric constants as a function of the biased-electric fields and their tunability was figured out from it at room temperature(27 $^{\circ}C$) and cryotemperature( -73$^{\circ}C$). Tunability for the as-grown sample was 51 % and the figure of merit 20.4 at 10kHz with the biased electric-field of 12 kV/cm. The tunability for the grown sample may be increased up to 80 % if the electric field of 25 kV/cm is applied. Tunability for the post-annealed sample was 41 % and the figure of merit 10.3 at 10 kHz with the biased electric-field of 12 kV /cm. Post-annealing improved the crystallinity of the as-grown sample but decreased its tunability.ability.

유기용매에서 Anthraquinone의 광반응에서 생성하는 짧은 수명의 반응중간체에 관한 시간분해 ESR 연구 (Time Resolved ESR Studies on Short-Lived Reaction Intermediates Produced by Laser Photolysis of Anthraquinone in Organic Solvents)

  • 홍대일;윤영현;손무정;김경찬;쿠와타 케이지
    • 대한화학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.237-243
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    • 1995
  • Anthraquinone이 유기용매에서 광반으에 의하여 반응 중간체로 생성하는 짧은 수명의 중성 세미퀴논 라디칼과 음이온 라디칼을 시간분해 ESR법에 의하여 측정하였다. 2-2-propanol (PrOH)과 triethylamine (TEA) 10:1 혼합 용매에서 광반응에 의하여 생성하는 중성 anthrasemiquinone 라디칼(AQH${\cdot}$)과 음이온 라디칼 (AQH${\cdot}$)의 CIDEP 스펙트럼을 측정하였다. 생성한 AQH${\cdot}$은 반감기가 0.8 ${\mu}sec$로 수명이 아주 짧았으며, AQ${\cdot}$-은 안정하여 cwESR의 측정이 가능하였다. 스핀분극된 음이온 라디칼(AQ${\cdot}$-*)의 분극소멸 속도 상수는 $2.6{\times}10^5\; sec^{-1}$이고, 음이온 라디칼의 소멸은 1차 반응으로 속도상수가 $3.0{\times}10^2\; sec^{-1}$이다. 혼합용매에 TEA가 2% 미만일 때 CIDEP가 일어나지 않았다. 벤젠과 TEA 혼합용매에서는 반감기 3.0 ${\mu}sec$의 중성 anthrasemiquinone 라디칼의 CIDEP가 측정되었다. 그러나, cwESR은 측정되지 않았다. PrOH, TEA 또는 벤젠만의 용매로서는 CIDEP와 ESR을 측정할 수 없었다.

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초음파분무를 이용한 MOCVD법에 의한 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막의 제조 (Preparation of $Pb(Zr,\;Ti)O_3$ thin films by MOCVD using ultrasonic spraying)

  • 김동영;이춘호;박순자
    • 한국재료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.43-51
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    • 1992
  • 초음파분무를 이웅한 MOCVD법으로 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막을 제조하였다. $300-450^{\circ}C$의 낮은 중착온도에서 페롭스카이트 구조를 가지는 결정화된 박막을 만들 수 있었으며, 출발용액의 조성과 증착온도의 조절에 의해 능면정상 또는 정방정상구조를 가지는 박막의 제조가 가능하였다. p형 실리콘 기판 위에 증착시킨 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막으로 제조한 MOS소자에 대한 1MHz C-V곡선의 퇴적영역에서 구한 유전율은 187이었다. Sawyer-Tower회로를 이용한 P-E 이력특성 조사결과 박막이 강유전특성을 가짐을 확인하였으며, 잔류분극은 $5.5{\mu}C/cm^2$이고 항전력은 65kV/cm이였다. 박막의 비저항은$10^{11}{\Omega}cm$ 정도이며 35kV/cm에서 절연파괴가 일어났다

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IBSD법에 의한 SBN60 강유전체 박막의 배향 및 전기적 특성 (Crystallization and Electrical Properties of SBM Thin Films by IBSD Process)

  • 정성원;장재훈;이희영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.869-873
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    • 2004
  • [ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (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.

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R.F. Magnetron Sputtering으로 다양한 Interlayer 층위에 형성시킨 PZT 박막의 미세구조와 강유전 특성 (Microstructure and Ferroelectric Properties of PZT Thin Films Deposited on various Interlayers by R.F. Magnetron Sputtering)

  • 박철호;최덕영;손영국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.742-749
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    • 2002
  • R. F. magnetron sputtering법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 $Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_3$ target을 사용하여 박막을 제조하였다. Interlayer(PbO, $TiO_2$, PbO/$TiO_2$)층을 삽입함으로써 박막의 결정성을 향상시켰고, 박막의 기판온도도 상당히 낮출 수 있었다. 순수한 PZT에 비하여 interlayer를 삽입한 PZT는 높은 유전상수과 낮은 유전손실 및 높은 누설전류를 가지는 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 이러한 PZT 박막과 interlayer 층은 증착온도에서 서로 반응하여 하나의 고용체를 이루지 않고, 각각 독립적인 층으로 존재함을 XPS 분석을 통해 확인하였다. 여러 interlayer중 특히 PbO/$TiO_2$는 우수한 유전특성(${\varepsilon}_r$=414.94, tan${\delta}$=0.0241, Pr=22${\mu}C/cm^2$)을 나타내었고 가장 효과적인 seed로써의 역할을 하였다.

비납계 $[Bi_{1-x}(Na_{0.7-x}K_{0.2}Li_{0.1})]_{0.5}Ba_xTiO_3$ 압전 세라믹의 압전-유전특성 (Piezoelectric and Ferroelectric Properties of $[Bi_{1-x}(Na_{0.7-x}K_{0.2}Li_{0.1})]_{0.5}Ba_xTiO_3$ Lead-Free Piezoelectric Ceramics)

  • 이대수;정순종;김민수;박언철;송재성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.271-271
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    • 2006
  • The structural, dielectric and piezoelectric properties of $[Bi_{1-x}(Na_{0.7-x}K_{0.2}Li_{0.1})]_{0.5}BaxTiO_3$ (BNKLBxT) ceramics were studied for the compositional range, x = 0-0.08. The samples were prepared by conventional sintering technique. The result of X-ray diffraction (XRD) suggest that $Ba^{2+}$ diffuse into the $[Bi(Na_{0.7}K_{0.2}Li_{0.1})]_{0.5}TiO_3$ (BNKLT) lattices to form a solid solution with a single phase perovskite structure. The ceramic show excellent piezoelectric and ferroelectric properties, and optimum properties measured are as follows: piezoelectric constant $d_{33}=230pC/N$, planar electromechanical coupling factor $k_p\;=\;40.3%$, remanent polarization $P_r\;=\;30\;{\mu}C/cm^2$, and coercive field $E_c\; =\;2.5\;kV/mm$, respectively.

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