• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.182.2-182
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• 2003

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.77-77
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• 2009

$Pb(Zr,Ti_O_3$계 세라믹스는 우수한 압전 특성으로 인하여 압전변압기 및 액츄에이터, 센서 등 많은 분야에 응용이 되어져 왔다. 그러나, 최근 들어 $1000^{\circ}C$에서 급속도로 많은 휘발을 하는 PbO는 환경 및 인체에 나쁜 영향을 미칠 뿐 아니라 사용 후의 처리도 어려워 선진국에서는 사용을 제한하거나 줄이고 있는 추세에 있다. 따라서, PbO를 포함하지 않은 무연 (Lead-free)계 압전 세라믹스에 대한 연구가 많은 관심을 끌고 있으며 앞으로는E 장래성 있는 하나의 이슈 분야가 될 것이다. 이러한 Pb-based System 세라믹스를 대체 할 재료로서 $(Bi_{1/2}Na_{1/2})TiO_3$나 Tungsten-Bronze type, $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3$ 등이 주로 연구가 되고 있다. 특히, alkali niobate를 기초로 한 $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3(NKN)$은 무연 압전 물질로서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, NKN의 주요 성분인 K 의 높은 조해성 때문에 일반적인 고상방법으로는 고 밀도의 세라믹을 얻기 힘들뿐더러 낮은 상전이 온도 때문에 많은 응용에는 제약이 되고 있다. 이러한 세라믹의 단점을 보완하고자 Hot forging, RTGG, SPS 등 과 같이 특수한 소결방법을 사용하여 고밀도의 세라믹을 제작하지만 이 방법들은 제품 대량 생산에 있어 경제적으로나 복잡한 제조과정을 고려할 때 매우 비효율적이라고 판단된다. 그러므로 $BaTiO_3$, $LiTaO_3$, Mg, Ca등을 첨가 시켜 소결을 향상시키고 고밀도를 얻기 위해 많은 연구가 진행 중이다. 따라서 본 연구에서는 Pb-based계의 세라믹스를 대체할 우수한 특성의 세라믹스를 제작하고자 기존의 $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3(NKN)$세라믹스에서 낮은 용융온도 때문에 소결하기 어려운 $KNbO_3$를 제거한 $NaNbO_3$에 $LiNbO_3$와 $BaTiO_3$를 추가한 $NaLiNbO_3-BaTiO_3$세라믹스에 $K_4CuNb_8O_{23}$(KCN)을 첨가함으로서 이에 따른 압전 및 유전 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.45-45
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• 2007

Capacitors among the embedded passive components are most widely studied because they are the major components in terms of size and number and hard to embed compared with resistors and inductors due to the more complicated structure. To fabricate a capacitor-embedded PCB for in-line process, it is essential to adopt a low temperature process (<$200^{\circ}C$). However, high dielectric materials such as ferroelectrics show a low permittivity and a high dielectric loss when they are processed at low temperatures. To solve these contradicting problems, we studied BMN materials as a candidate for dielectric capacitors. processed at PCB-compatible temperatures. The morphologies of BMN thin films were investigated by AFM and SEM equipment. The electric properties (C-F, I-V) of Pt/BMN/Cu/polymer were evaluated using an impedance analysis (HP 4194A) and semiconductor parameter analyzer (HP4156A). $Bi_2Mg_{2/3}Nb_{4/3}O_7$(BMN) thin films deposited on copper clad laminate substrates by sputtering system as a function of Ar/$O_2$ flow rate at room temperature showed smooth surface morphologies having root mean square roughness of approximately 5.0 nm. 200-nm-thick films deposited at RT exhibit a dielectric constant of 40, a capacitance density of approximately $150\;nF/cm^2$, and breakdown voltage above 6 V. The crystallinity of the BMN thin films was studied by TEM and XRD. BMN thin film capacitors are expected to be promising candidates as embedded capacitors for printed circuit board (PCB).

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.4
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• pp.229-233
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• 2015

In this paper, in order to develop outstanding Pb-free piezoelectric composition ceramics, the $(Na_{0.525}K_{0.443}Li_{0.037})(Nb_{0.883}Sb_{0.08}Ta_{0.037})O_3+0.3wt%Bi_2O_3+0.4wt%Fe_2O_3+xwt%CuO$ (x= 0~0.8 wt%)(abbreviated as NKL-NST) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized using the ordinary solid state reaction method. The effects of CuO-doping on the structure and electrical properties of the NKL-NST ceramics were systematically studied. The results show that the ceramics exhibit a pure perovskite structure with orthorhombic phase at room temperature, and secondary phase was found in the ceramics. The 0.4 wt%CuO added ceramics sintered at $950^{\circ}C$ showed the optimum properties of piezoelectric constant($d_{33}$), planar piezoelectric coupling coefficient(kp) and mechanical quality factor(Qm) : $d_{33}=213$[pC/N], kp= 0.43, Qm= 423,respectively.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.132.1-132.1
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• 2000

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.15 no.4
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• pp.93-100
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• 2008

The one and two pair of oxide modules for high temperature thermoelectric power generation were fabricated with $Ca_{2.7}Bi_{0.3}Co_4O_9$(p-type) and $Ca_{0.96}Bi_{0.04}Mn_{0.96}Nb_{0.04}O_3$(n-type) on $Al_2O_3$ substrate. For the optimizing of the design process, contact resistance was derived from the results of the one pair modules, and then the resistance of two pair modules were calculated to use the derived data. Those values were compared with the measured values for the optimizing of this design process. The resistance of calculated and measured two pairs modules was 0.956 $\Omega$ and 1.110 Q $\Omega$ $T_h$=833 K, respectively, the difference of resistance was about 0.15 $\Omega$. From the result, proposed design process is effective for high temperature thermoelectric oxide modules fabrication.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.279-279
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• 2007

비휘발성 메모리 Fe-RAM은 빠른 정보처리 속도와 전원공급이 차단되었을 때도 계속 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 특징과 더불어 저전압, 저전력 구동의 장점이 있어서, 차세대 메모리로 많은 주목을 받고 있다. FeRAM에 사용되는 강유전체는 주로 Pb(Zr,Ti)$O_3$가 적용되었는데, 최근에는 비납계 강유전체의 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비납계 강유전체 중에서 가장 특성이 우수한 물질은 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 이다. 그런데 BLT는 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타내기 때문에 BLT 박막을 이용하여 Fe-RAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 지금까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 증착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법(sputtering deposition method), PLD (pulsed laser deposition)법 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요가 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표가 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3,\;TiO_2,\;La_2O_3,\;Nb_2O_5\;and\;Al_2O_3$ 분말들을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 $Nb^{+5}$ 와 $Al^{+3}$을 $Ti^{+4}$ 자리에 소량 치환시켜 제조하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pellet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 양면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. 측정결과 $Ti^{+4}$ 자리에 $Nb^{+5}$를 치환하여 제조한 시편에서 $2P_r{\sim}31\;{\mu}c/cm^2$정도의 매우 우수한 특성을 얻었다.

• The Proceeding of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.12 no.3
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• pp.25-34
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• 2001

There are many kinds of dielectric materials in microwave dielectric filters for mobile telecomunication. But It is need to new dielectric materials for IMT200O, Bluetooth, wireless LAN to miniaturize the dielectric filters. These kinds of materials should have high dielectric constants, high Q, and low firing sintering temperature(<900˚C ). Multilayer monolithic dielectric filters are manufactured by BiNb04, dielectric ceramics cofired at 875˚C .

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.5
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• pp.434-439
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• 1997

It this paper, the piezoelectric and electro-induced strain properties of (P $b_{1-}$2x/3/B $i_{x}$ )[N $i_{1}$3/N $b_{2}$3/)$_{0.4}$( $Ti_{0.6}$Z $r_{0.4}$)$_{0.6}$] $O_3$ceramics (x=0, 0.005, 0.02) were investigated with the substitution of B $i^{3+}$, and the feasibility of the application for bimorph actuator was evaluated by measuring the dynamic properties of the piezoelectric bimorph fabricated with above ceramics. Dielectric constant was enhanced with the increase of B $i^{3+}$ substitution, and appeared the maximum value of 5032 at x=0.01 composition. Increasing the substitution of B $i^{3+}$, the electromechanical coefficient( $k_{p}$ , $k_{31}$ ) was increased up to the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$, showed the value of 0.656, 0.439, respectively. The piezoelectric constant( $d_{33}$ $d_{31}$ ) had the highest value of 344, 825 with the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$. The strain, generated by 60 Hz AC electric field, had the largest value of 1200($\times$10$^{-6}$ $\Delta$1/1) in the composition with the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$. The dynamic properties of the bimorph actuator, fabricated with the composition substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$, showed the largest value of 325 $\mu$m at $\pm$150 V square pulse. square pulse.are pulse..

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.30 no.4
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• pp.218-222
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• 2017

In this paper, in order to develop excellent composition ceramics for a piezoelectric energy- harvesting device, we synthesized $0.99(Na_{0.52}\;K_{0.443}\;Li_{0.037})(Nb_{0.883}\;Sb_{0.08}\;Ta_{0.037})O_3$ + $0.01(Sr_{0.95}Ca_{0.05})TiO_3$ + $0.3\;wt%\;Bi_2O_3\;+\;0.3\;wt%\;Fe_2O_3\;+\;0.3\;wt%\;CuO$ (abbreviated as NKN-SCT) ceramics with different sintering times, using the ordinary solid-state reaction method. The effect of sintering time on the microstructure and piezoelectric properties was investigated. The ceramics with the sintering time of 7 h have the optimum values of the piezoelectric constant ($d_{33}$), piezoelectric voltage constant ($g_{33}$), planar piezoelectric coupling coefficient (kp), mechanical quality factor (Qm), and dielectric constant (${\varepsilon}r$): $d_{33}=314[pC/N]$, $g_{33}=20.07[10^{-3}mV/N]$, kp = 0.442, Qm = 93, ${\varepsilon}r=1,768$, all being suitable for a piezoelectric energy-harvesting device.