• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.155-165
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• 1996

Growth of $LiNbO_3$ single crystal by Czochralski method was carried out to study the piezoelectric effects. Piezoelectric coefficients and elastic compliances of the $LiNbO_3$ single crystal were determined by the resonance method of length-extentional mode of bar resonator from the room temperature up to $100^{\circ}C$. Two dielectric constants of $LiNbO_3$ were also determined by measuring the capacitance of the plate specimen. Measured constants were piezoelectric coefficients $d_{15},d_{22},d_{31},d_{33}$ elastic compliances $s^E_{11},s^E_{33},2s^E_{13}+2s^E_{44},s^E_{14}$ and dielectric constants $K^T_{11},K^T_{33}$. As temperature increased, elastic compliances changed very slowly while piezoelectric coeffiecients and dielectric constant $K^T_{33}$ changed very rapidly. Electromechanical coupling constant of zyw ($45^{\circ}C$)-bar was as high as 0.51 in room temperature and nearly constant up to $1000^{\circ}C$. The increase of piezoelectric coefficients was mainly due to the increase of dielectric permittivity.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.327-340
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• 1996

고주파로의 이용한 Czocharalski 법으로 congruent$(R_{m}=R_{c}=0.945)$, stoichiometric$(R_{m}=1,\;R_{c}=0.957)$, Li-rich$(R_{m}=1.202,\;R_{c}=0.989)$, congruent한 조성에 $K_{2}O$를 6 wt% 첨가한 $LiNbO_{3}$ 등의 순수한 단결정들과 congruent한 조성에 Mg와 Mn을 불순물로 첨가한 $LiNbO_{3}:Mn(0.1\;mole%),\;LiNbO_{3}:Mg(4.5,\;6.0,\;10.0\;mole%),\;LiNbO_{3}:(Mg(4.5,\;6.0,\;10.0\;mole%)+Mn(0.1\;mole%))$ 단결정들을 결정의 c.축 방향으로 성장시켰다. 실온데서 UV 스펙트럼과 IR 스펙트럼을 측정한 결과 UV 흡수단과 $OH^{-}$ 흡수 스펙트럼은 [Li]/[Nb] 비에 따라 변화한다. 또 첨가한 Mg, Mn 불순물들의 영향을 받는데 UV 흡수단의 위치와 $OH^{-}$ 흡수 스펙트럼의 위치, 모양이 Mg의 첨가량에 크게 의존하며 이는 Mg의 첨가량에 따라 이 이온의 결정내 위치가 달라지기 때문이다. 순수한 단별정들에 대한 $OH^{-}$ 흡수 스펙트럼을 Gaussian 선모습 함수를 써서 3, 5 개의 성분 스펙트럼으로 분해한다. 이 결과를 설명하기 위한 $LiNbO_{3}$ 단결정내의 배내, 배외 결함 구조에 대한 논의로 부터 Li 빈자리 모델이 결함 구조를 설명하는데 적합하다는 결론을 내렸고 이들 불순물 이온의 결정내의 위치도 정한다. 또한 결함 구조에 대한 본 연구의 결론을 이용하여 최근의 다른 연구자들의 실험 결과도 설명한다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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• pp.129-133
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• 1997

본 연구에서는 LiNbO$_3$ 단결정 소재의 광손상에 대한 저항성을 향상시키는 첨가물로 잘 알려져 이쓴 MgO 및 ZnO를 첨가하여 육성한 조화용융조성(congruent melting composition)의 LiNbO$_3$ 단결정의 domain 구조는 이들 dopants를 첨가함에 따라 single domain에서 ring 형태의 주기적인 domains으로 변화함을 확인하였고, 첨가된 이온이 domain 형성에 미치는 영향을 전자현미경(SEM-WDS)으로 관찰하였다. 또한, 육성한 [Li1-5xNb5(x-y)Mg(or Zn)5y]Nb1-4x+3yO3 단결정들의 유전율(전이온도) 변화 및 광학적 특성[광투과율, 굴절률]을 측정하여 undoped LiNbO$_3$단결정과 비교하였다. 첨가물을 첨가함에 따라 전이온도는 약 20~3$0^{\circ}C$정도 증가하였으며, 10-3 order의 굴절률 변동치를 나타내었다. 또한, 육성된 결정들의 투과율은 대체로 70~80%를 나타내었고, 첨가물을 첨가함에 따라 흡수단과 OH- 흡수 band는 단파장쪽으로 각각 약 5~10nm, 40nm이동됨을 확인하였다. 이는 LiNbO$_3$단결정의 광손상 저항성이 향상되었음을 간접적으로 보여주는 결과이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.368-376
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• 1996

균일한 조성과 doping 효과를 얻을 수 있는 floating zone(FZ)법으로 조화용융조성의 undoped $LiNbO_{3}$ 및 5 mol%의 MgO 또는 ZnO를 각각 첨가한 $LiNbO_{3}$ 단결정을 육성하였다. 결정성장시 최적성장조건을 실험적으로 확립하였으며, 결정내에 존재하는 domain 구조, 전위구조, slip band, 미세쌍정등의 결함구조를 조사 및 분석하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.10-17
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• 1998

Lithium Niobate($LiNbO_3$) 단결정 소재의 광손상에 대한 저항성을 향상시키는 첨가이온으로 잘 알려져 있는 $Mg^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$ 이온을 첨가하여 육성한 단결정들의 특성을 비교 분석하였다. 특히 고강도 laser 광의 조사시에 더욱 우수한 특성을 보이는 것으로 알려진 $Zn^{2+}$이온의 첨가량에 따른 광학적 특성 및 전기적 특성의 변화를 측정하여 광손상 저항성을 평가하였으며, 고강도 laser 기기에의 응용 가능성을 고찰하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.169-170
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• 2007

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.525-531
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• 1998

Czochralski법으로 congruent(48.6mol% $Li_2O$)한 조성의 $LiNbO_3$와 congruent한 조성에 Fe2O3를 0.05mol%, congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt%, congruent한 조성에$K_2O$와 $Fe_2O_3$를 각각 6wt%, 0.05mol% 첨가한 융액으로부터 $LiNbO_3$ 단결정을 c-축 방향으로 성장시켰다. 성장된 결정들은 편광 현미경과 Laue법에 의해 축을 결정한 후 절단하여 연마하였다. 시료들은 상온에서 XRD pattern을 측정하고 상온~$1230^{\circ}C$의 온도영역과 100Hz~13MHz의 주파수영역에서 유전율을 측정하였으며 상온에서 결정내 $Fe^{3+}$ 이온에 대한 ESR 스펙트럼과 UV-VIS, IR영역에서의 투과율을 측정하였다. Congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정의 상온에서의 XRD pattern은 congruent한 조성의 결정과 거의 같으며 상전이온도(Tc)는 증가하고 $Fe^{3+}$을 첨가하면 ESR 스펙트럼은 세기가 증가하며 lineshape가 거의 대칭적으로 되고 선폭도 훨씬 줄어든다. 또 UV-스펙트럼의 흡수단은 단파장쪽으로 이동하며 OH- 이온에 대한 IR-흡수 스펙트럼은 2886nm 성분 스펙트럼이 현저하게 증가한다. 이 결과에 의하면 congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정은 결정 내의 [Li]/[Nb]비가 1에 가까운 거의(nearly) stoichiometric한 결정이 되었음을 알수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.40-43
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• 1996

Substrates of SAW filter are mainly single crystal such as LiNbO$_3$, LiTaO$_3$. However, fabrication of crystal is difficult and cost is very high. In this study, crystal was substituted for piezoelectric ceramics which has simple fabrication process. The same SAW filter mask was photolithographed on crystal(LiNbO$_3$) substrate and ceramic(PZT4, PZT5A and PZT8) substrate in order to compare experimental value with theoretical value. The difference of center frequency was only 3.7%. PZT8 showed good bandwidth properties. It is considered that PZT8 has higher mechanical quality factor and propagation velocity than PZT4, PTT5A.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권5호
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• pp.463-469
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• 1999

$K_3$$Li_2$$Nb_5$$O_{15}$KLN) 단결정을 $K_x$$Li_{1-x}$$NbO_3$의 조성에서 x= 0.04~0.6으로 결정성장방법으로 성장시켰다. 균열이 없는 양질의 결정성장을 위해 c축 및 a축 방향을 택하였고, 단결정 성장을 위한 최적의 조건에 대하여 연구하였다. 성장된 결정은 편광현미경 관찰을 통해 일축성 무늬를 볼수 있었고, X-선 회절실험에서 결정된 격자상수는 a=b=12.500 $\AA$, c=3.996$\AA$이었으며, 1HF : $2HNO_3$ 용액의 부식에서 c축 방향으로 정사각형 및 a축 방향으로 직사각형의 부식상을 볼수 있었다. 광투과율 측정과 온도에 따른 유전상수 측정등을 통해 KLN 결정의 광학적 특성 및 다른 조성을 갖는 시료에서 유전특성을 조사하였다. $420^{\circ}C$에서 상전이 온도를 갖는 결정은 확산상전이(diffuse phase transition) 특성을 갖는 반면 $493^{\circ}C$에서 상전이 온도를 보이는 결정은 날카로운(shap) 유전특성을 나타내었다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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• pp.305-320
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• 1999

It was grown Er2O3 doped LiNbO3 single crystal thin films with high crystal quality by liquid phase epitaxial (LPE) method. Er2O3 was doped with a concentration of 1, 3, and 5 mol% respectively. After the growth of single crystal thin film, we examined the crystallinity and the lattice mismatch along the c-axis between the film and the substrate with the variation of Er2O3 dopant using X-ray double crystal technique. There were no lattice mismatches along the c-axis for the undoped and the films doped with 1 and 3 mol% of Er2O3. For 5 mol% of Er2O3 doped film, there was a lattice mismatch of 7.86x10-4nm along the c-axis.