• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.22-25
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• 2011

A single-coat $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) film of high critical currents ($I_c$) could be successfully fabricated by optimizing the viscosity of the coating solution in the metal-organic deposition (MOD) process. From a Ba-deficient coating solution (Y: Ba: Cu = 1: 1.5: 3) having the viscosity of 212 $mPa{\cdot}sec$, 0.9 ${\mu}m$-thick single coat YBCO film with the $I_c$ value of 289 A/cm-width ($J_c$ = 3.2 MA/$cm^2$) at 77 K was achievable on the $SrTiO_3$ (STO) substrate, which was superior to that of our previous report for 0.8 ${\mu}m$-thick single coat YBCO film from a stoichiometric coating solution (Y: Ba: Cu = 1: 2: 3) on the $LaAlO_3$ (LAO) substrate. This result might be attributed to denser and more homogeneous microstrcuture in the case of the YBCO film from the Ba-deficient coating solution.

• 한국재료학회지
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• 제28권9호
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• pp.489-494
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• 2018

Lead free $(1-x)(0.675BiFeO_3-0.325BaTiO_3)-xLiTaO_3$ (BFBTLT, x = 0, 0.01, 0.02, and 0.03, with 0.6 mol% $MnO_2$ and 0.4 mol% CuO) were prepared by a solid state reaction method, followed by air quenching and their crystalline phase, morphology, dielectric, ferroelectric and piezoelectric properties were explored. An X-ray diffraction study indicates that lithium (Li) and tantalum (Ta) were fully incorporated in the BFBT materials with the absence of any secondary phases. Dense ceramic samples (> 92 %) with a wide range of grain sizes from $3.70{\mu}m$ to $1.82{\mu}m$ were obtained in the selected compositions ($0{\leq}x{\leq}0.03$) of BFBTLT system. The maximum temperatures ($T_{max}$) were mostly higher than $420^{\circ}C$ in the studied composition range. The maximum values of maximum polarization ($P_{max}{\approx}31.01{\mu}C/cm^2$), remnant polarization ($P_{rem}{\approx}22.82{\mu}C/cm^2$) and static piezoelectric constant ($d_{33}{\approx}145pC/N$) were obtained at BFBT-0.01LT composition with 0.6 mol% $MnO_2$ and 0.4 mol% CuO. This study demonstrates that the high $T_{max}$ and $d_{33}$ for BFBTLT ceramics are favorable for industrial applications.

• 한국재료학회지
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• 제13권12호
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• pp.846-849
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• 2003

Doping effect of various ions in Bi-layered ferroelectric $SrBi_2$$Nb_2$$O_{9}$ (SBN) ceramics was studied. Undoped SBN ceramic and SBN ceramics doped with $Ba^{2＋}$, $Pb^{2＋}$,$ Ca^{2＋}$ , $Bi^{3＋}$ , $La^{3＋}$ , $Ti^{4＋}$ , $Mo^{6＋}$ , and $W^{6＋}$ ions were made by a solid state reaction. Dielectric constants were measured with temperature. Ferroelectric transition temperature decreased with $Pb^{2＋}$ , $Ba^{2＋}$ , $La^{3＋}$ doping, but the transition temperature increased with $Ca^{2＋}$ , $Bi^{3＋}$ , $Ti^{4＋}$, $Mo^{6＋}$ , or$ W^{6＋}$ ionic doping. These results show that the ion size plays an important role in the ferroelectricity of SBN ceramic.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.69-69
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• 2000

(Ba, Sr)TiO3 (BST)[1-3] 박막은 유전상수가 크고 고주파에서도 유전특성 저하가 적기 때문에 ULSI DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 응용 가능한 물질로 최근 각광을 받고 있다. 하지만, 아직 BST 박막을 DRSM에 바로 적용하기 위해선 몇 가지 문제점이 있다. 그 중 누설전류 문제는 디바이스 응용시 매우 중요한 요소이다. 특히, DRAM에서 refresh time와 직접적인 관련이 있어 디바이스 내의 신뢰도 및 전력소모를 결정하는 주된 인자가 된다. 지금까지, BST 박막의 인가전업, 온도, 그리고 전극물질에 따른 누설전류 현상들이 고찰되었고, 이에 관한 많은 전도기구 모델들이 제시되었다. Schottky emission, Poole-Frenkel emission, space charge limited conduction 등이 그 대표적인 예이다. 하지만 아쉽게도 BST 박막의 정확한 누설 전류 전도 기구를 완전히 설명하는데는 아직 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 제작된 BST 커패시터 내의 기본적인 전기적 성질을 조사하고, 정확한 누설전류 기구 규명에 초점을 두고자 한다. 이를 위해 기존의 여러 기구들과 비교 분석할 것이다. 하부전극으로 사용하기 위해 스퍼터링 방법으로 p-Si(100) 기판위에 RuO2 박막을 약 120nm 증착하였다. 증착전의 chamberso의 초기압력은 5$\times$10-6 Torr이하의 압력으로 유지시켰다. Ar/O2의 비는 이전 실험에서 최적화된 9/1로 하였다. BST 박막 증착 시 5분간 pre-sputtering을 실시한 후 하부전극 기판위에 BST 박막을 증착하였다. 증착이 끝난 후 시편을 상온까지 냉각시킨 후 꺼내었다. 전기적 특성을 측정하기 상부전극으로 RuO2와 Al 박막을 각각 상온에서 100nm 증착하였다. 이때 hole mask를 이용하여 반경이 140um인 원형의 상부전극을 증착하였다. BST 박막의 증착온도가 증가하고 Ar/O2 비가 감소할수록 제작된 BST-커패시터의 전기적 성질이 우수하였다. 증착온도 $600^{\circ}C$, ASr/O2=5/5에서 증착된 막의 누설전류는 4.56$\times$10-8 A/cm2, 유전상수는 600 정도의 값을 나타내었다. 인가전압에 따른 BST 커패시터의 transition-current는 Curie-von Schweider 모델을 따랐다. BST 박막의 누설전류 전도기구는 기존의 Schottky 모델이 아니라 modified-Schottky 무델로 잘 설명되었다. Modified-Schottky 모델을 통해 BST 박막의 광학적 유전율 $\varepsilon$$\infty$=4.9, 이동도 $\mu$=0.019 cm2/V-s, 장벽 높이 $\psi$b=0.79 eV를 구하였다.

• 분석과학
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• 제9권4호
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• pp.382-391
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• 1996

세라믹스 분야, 전자요업 분야 등에서 폭넓게 사용되고 있는 티탄산바륨 소재에 대하여 신속하고 정확하게 분석할 수 있는 X-선 형광분석용 표준물질 12종을 제작하였다. 특히 매질효과 제거, 보관성, 균질성 등을 고려하면서 융제 ($Li_2B_4O_7+LiBO_2$)로 시료를 16배 희석하여 제작 하였다. 티타늄을 비롯한 몇 원소는 매트릭스의 영향을 받는 것으로 보여 실험 계수법을 사용하고 Lucas Tooth와 Price의 식을 이용해 매트릭스의 영향을 보정해 주었다. 세 곳의 분석기관에서 X-선 형광분광기로 12개의 표준물질에 포함된 15 원소에 대하여 검정곡선을 작성해 본 결과 BaO, PbO, SrO, $Fe_2O_3$, $La_2O_3$, $SnO_2$, ZnO, $ZrO_2$, CaO들은 correlation factor가 0.995를 넘는 아주 좋은 곡선을 얻었다. $SiO_2$와 $Al_2O_3$는 X-선 형광세기도 약하고 correlation factor가 낮은 검정 곡선을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.504-510
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• 2002

Recently, thin film capacitors of high dielectric constant and low leakage current are applied to integrated devices. In this study, (Ba, Sr)$TiO_3$ (BST) thin films for low cost were prepared by Sol-Gel method. BST solution was spin-coated on Pt/$SiO_2$/Si substrate at 4,000 rpm for 10 seconds. Coating process was repeated 3 times and then sintered at $700^{\circ}C$ for 30 minutes. Structural and electrical characteristics of each specimen were analyzed by TG-DTA, SEM, fractal phenomenon, voltage-current and dielectric factor. Thickness of BST ceramics thin films are about 2,600~2,800 ${\AA}$ at depositing 3 times. Dielectric constant of thin films was decreased in 1 kHz~1 MHz. Dielectric constant and loss to frequency were 250 and 0.02 in $(Ba_{0.7}Sr_{0.3})TiO_3$ (BST3). Leakage current of BST3 was $10^{-9}\sim10^{-11}$/ A under 3 V.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.776-779
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• 2004

The dielectric and electrical characteristics of Ce doped (Ba0.6Sr0.4)TiO3 (BST) thin films were investigated as a function of Ce content. Both atomic force microscopy (AFM) and x-ray diffraction (XRD) analysis showed that increasing the Ce doping ratio causes the decrease in grain size while the surface remains smooth and crack-free. The dielectric properties of the Ce doped BST films were found to be strongly dependent on the Ce contents. The dielectric constant and dielectric loss of the BST films decreased with increasing Ce content. However, it was also found that, compared with undoped films, the increase of Cecontent improves the leakage-current characteristics. The improvement of the electrical properties of Ce-doped BST films may be related to the decrease in the concentration of oxygen vacancies. The figure of merit (FOM) reached the maximum value of 48.9 at the 1 mol % of Cedoping. The dielectric constant, loss factor, and tunability of the 1 mol% Ce doped Ba0.6Sr0.4TiO3 thin films were 320, 0.011, and 46.3%, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제31권9호
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• pp.981-988
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• 1994

Crystallizable glasses with precipitation of celsian were prepared for the purpose of insulating dielectric layers for the devices such as integrated circuit substrates. Crystallization behavior of these glasses were studied by DTA, SEM, XRD analysis and by the measurement of dielectric properties. The base composition of the glass-ceramic consists in weight percent of 30% SiO2, 10% Al2O3, 26% BaO, 10% CaO, 10% ZnO, 8%TiO2 and 6% B2O3. 2-6 wt% Y2O3 were selected as the nucleating agent to promote monoclinic celsian formation. As a result, in barium-rich glasses containing 4~6wt% Y2O3 , monoclinic celsian was developed as major crystalline phase in the temperature range of 850~90$0^{\circ}C$. Also, the dielectric constant and quality factor of these glass-ceramics were about 9 and more than 1000, respectively.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제3권4호
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• pp.339-346
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• 1990

미소변위소자에 적합한 전왜세라믹스를 제조하기 위하여 0.85Pb(Zn$_{1}$3-x/MgxNb$_{2}$3/) $O_{3}$-0.10BaTi $O_{3}$-0.05PbTi $O_{3}$조성으로 Mg(mol%)를 변화시키면서 시편을 제조하고 구조적, 유전적, 전기적 특성 및 온도 안정성을 관찰하였다. 큐리온도는 Mg(mol%)가 증가함에 따라 감소하였고 Mg(mol%)가 0.15일 때 유전상수가 가장 높았으며 완만도는 -3.9, 산만도.DELTA.Tc는 21로 가장 컸다. 전계에 따른 유전상수는 감소하였고 Mg(mol%)가 증가할수록 압전정수 d$_{31}$은 감소하였으나 0.05, 0.10, 0.15일 때는 거의 일정하였다. Mg(mol%)가 0.15까지 증가함에 따라 전왜정수 Q$_{31}$은 감소하였고 그 이상에서는 Mg(mol%)가 1/3일때 가장 컸으며 ES-1시편에서의 AC 60(Hz), 11(kV/cm) 전계(electric field)에 의한 왜형을 253*$10^{-6}$을 나타냈다.

• 암석학회지
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• 제6권1호
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• pp.19-33
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• 1997

본역의 지질은 백악기 경상누층군의 퇴적암, 이를 관입 또는 분출한 중성화산암류, 산성화산암류 및 제 4기 충적층으로 구성된다. 중성화산암류는 화성쇄설화산각력암, 석질화산력응회암, 안산암용암으로 구성되며, 산성화산암류는 데사이트질용결응회암 및 유문암용암, 유문암질응회암으로 구성된다. 본 연구에서는 중성 및 산성 화산암류에 대해 암석기재학적 연구와 신선한 시료 10개에 대한 암석화학적 특성을 고찰하고, K-Ar법에 의한 절대연대 측정을 실시하였다. 현미경 관찰에서 안산암용암은 사장석이 주 반정광물로 나타나며, 기질은 미정질 내지 은미정질로서 반정광물과 동일한 필로택시틱 조직을 보인다. 안산암질각력암은 퇴적암 및 안산암의 자력 암편을 포함한다. 테사이트질용결응회암은 현저한 파라택시틱 조직을 보이며, 유문암용암은 유상구조를 잘 보여 주고, 안산암의 암편을 함유하고 용결구조가 현저한 화산력용결응회암이 나타나는데, 유문암용암에서 기질의 함량은 80.9~ 89.3%에 이른다. 주 반정광물은 사장석이며 부분적으로 녹염석, 녹니석, 방해석, 제오라이트, 푸로필라이트 등으로 2차 변질되어 나타난다. 본역의 화산암류는 Norm값에 의한 Q-A-P 도표에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트, 유문암의 일련의 분화과정을 나타내고 대부눈 칼크알칼리 계열에 속한다. 화산암류의 화학조성은 $SiO_2$ 함량이 57.61~75.40 %이며, MgO, CaO, $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$, $Ti_2$, MnO, $P_2O_5$ 등은 $SiO_2$함량이 증가함에 따라 연속적으로 증가하는 경향을 보인다. 주성분원소 및 미량 원소의 변화도에서 안산암질에서 유문암으로 분화되는, 즉 마그마의 정출 분화 특징을 뚜렷이 보여준다. REE 양상 및 spider 도표에서 일정한 분화 경향을 보이며 나란하다. spider 도표에서 본역의 화산암류는 Th, La, Nd, Gd 등이 부화되어 있으며, Ba, Nb, Sr, Hf, Zr 등이 결핍되어 있는 특징을 나타낸다. 안산암에서 유문암으로 분화가 진행될수록 Cs, Sr, Eu이 점차 결핍되는 경향이, Th가 증가하는 경향이 있고, Ba, Nb, Sr, Eu의 부(-)의 이상값이 점차 커지는 경향을 보인다. 희유 원소의 변화 경향에서 안산암과 중성 암맥, 데사이트와 유문암의 경향이 서로 일치함을 볼 수 있다. 주성분 원소 및 미량 원소 함량 변화는 본역의 화산암이 안산암으로부터 일연의 분별결정작용 산물임을 암시하며, 또한 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, Th/Yb 비에 대한 Ta/Yb 비의 관계도, $Ce_N/Yb_N$ 대 $Ce_N$의 관계도에 따른 판별에서도 분별결정작용의 경향을 따르고 있다. 본역의 화산암은 $K_2O$, $Na_2O$, CaO 삼각도에서 도호의 영역에, Ba/La비, La/Th비에 의한 판별도에서 조산대의 high-K suite에 속한다. Rb 대 (Y+Nb)의 판별도 및 Hf-Th-Ta 지구조 판별도에서 지판이 침강 섭입하는 지판 경계부(destructive plate margin) 중 화산호의 조구적 영역에 도시된다. 본역의 화산암을 생성시킨 마그마는 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, mode에서 나타나는 사장석 반정, 분화가 진행될수록 부의 Eu 이상이 증가하는 것 등에서 사장석의 분별이 우세한 분별결정작용을 거쳤음을 알 수 있다. 안산암질암을 관입한 중상 암맥에서 측정한 암석 년령은 $97.0{\pm}6.8~94.5{\pm}6.6$, 데사이트질암은 $68.9{\pm}4.8,\61.5{\pm}4.9~60.7{\pm}4.2$Ma으로 측정되었고, 이것은 백악기 유천층군과 대비되며, 백악기 유천층군 암석의 지화학적 자료와 본역 화산암의 지화하적 자료는 판별도 등에서 같은 영역에 도시된다.