• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.163-168
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• 2003

In the present study, the piezoelectricity and polarization of multilayer ceramic actuator, being designed to stack PMN-PZ-PT ceramic layers and Ag-Pd electrode layers alternatively, were investigated under a consideration of geometric factor, the volume ratio of the ceramic to the electrode layers. The actuators were fabricated by tape casting of $0.2Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3)O_3-0.38PbZrO_3-0,42PbTiO_3$ followed by lamination and burnout & co-firing processes. The actuators of $10\times10\times0.6~2\textrm{mm}^3$ in size were formed in a way that $60 ~ 200\mu\textrm{m}$ thick were stacked alternatively with $5\mu\textrm{m}$ thick electrode layer. Increases in polarization and electric field-induced displacement with thickness of the ceramic layer were attributed to change of $90^{\circ}$/$180^{\circ}$ domain ratio, which was affected by interlayer internal stress. The piezoelectricity and actuation behaviors were found to depend upon the volume ratio (or thickness ratio) of ceramic to electrode layers.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.325-325
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• 2008

스크린 프린팅에 의한 압전 후막은 MEMS 공정을 이용하여 마이크로 펌프, 마이크로 벨브, 마이크로 센서, 마이크로 로봇 등 여러 초소형 기계부품에 응용되고 있으며, Sol-Gel, PLD를 이용해 증착된 막 등에 비해 수십${\mu}m$의 비교적 두꺼운 막을 형성시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 실리콘 기판을 사용하여 스크린 프린팅으로 형성된 압전 후막의 경우, 공정상 바인더를 연소시키는 과정을 거치게 되므로, 밀집된(Dense) 구조를 가지는 막을 만들기가 어렵다. 이로 인해 스크린 프린팅에 의한 후막은 전기적 특성 및 기계적 특성이 떨어지는 경향이 있다. 본 연구에서는 스크린 프린팅에 의한 압전 후막의 밀집된 구조 및 특성을 향상시키기 위해 0.01Pb$(Mg_{1/2}W_{1/2})$O3-0.41Pb$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.35PbTiO_3-0.23PbZrO_3$의 powder와 Attrition 밀링 처리된 powder를 비율별로 혼합하여 입자의 크기를 변화시켜 막의 충진 밀도를 향상시켰으며, 열처리 효과를 극대화시키기 위해 RTA(Rapidly Thermal Annealing)를 통해 열처리 하였다. Attrition 밀링에 의한 파우더를 각각 비율별로 100%, 50%, 25%로 혼합하여 만든 압전 세라믹 페이스트는 P-type(100)Si Wafer sample 위에 $1{\mu}m$의 하부전극용($1100^{\circ}C$) Ag 전극을 screen print하여 소결했다. 그리고 다시 전극이 형성된 Si wafer 위에 스크린 프린팅하고, 건조 한 후 RTA로 300초 동안 열처리 한 결과 밀집된 구조를 가지는 압전 후막을 제작 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제17권5호
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• pp.404-408
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• 2010

The effects of high energy ball-milling (HEBM) on the sintering behavior and piezoelectric properties of 0.1 wt% $Li_2CO_3$ doped 0.8Pb($Mg_{1/3}Nb_{2/3}$)$O_3$-0.2Pb($Zr_{0.475}Ti_{0.525}$)$O_3$ (PMN-PZT) ceramics were investigated. It was found that HEBM treatment was quite effective to reduce the average particle size down to 300 nm, leading to increased density as well as enhanced piezoelectric properties of a sintered specimen even though prolonged HEBM resulted in unwanted secondary phases that caused a degradation of piezoelectric properties. The dielectric constant ($\varepsilon_r$), piezoelectric coupling factor ($k_p$) and piezoelectric constant $d_{33}$ of 0.1 wt% $Li_2CO_3$ doped PMN-PZT ceramics prepared via HEBM for 10 h reached 2040, 0.68 and 554 pC/N, respectively.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.719-720
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• 2009

We suggest a new approach to lower the operating voltage of plasma display devices using a piezoelectric transformer (PT). $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3$ (PMNT) was used as a piezoelectric material. The Rosen-type PT, with a compact size of 10 mm ${\times}$ 20 mm ${\times}$ 0.3 mm, was fabricated on a glass substrate. The fabricated PT was operated as a half-wave vibration mode at around 80~90 kHz. The maximum voltage step-up ratio was 3 at 87.8 kHz when the input voltage was 10.32 V (peak-to-peak).

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.160-164
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• 2015

In this study, $(1-x)Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})_{0.03}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.09}(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.88}O_3+xCeMnO_3$ (x= 0~0.02) ceramics were prepared by Columbite precursor method. The phase structure, ferroelectric and piezoelectric properties were systematically investigated. It was found that PMW-PNN-PZT possessed superior electrical properties due to its composition close to the MPB (morphotropic phase boundary). Coercive electric field of 10.05 [kV/cm] and density of 7.88 [$g/cm^3$] were obtained when the substitution amount of $CeMnO_3$ is x=0.02. In contrast, specimens with x=0.01 showed the mechanical quality factor($Q_m$) of 1,091 and the electromechanical coupling factor($k_p$) of 0.613.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.577-580
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• 2015

In this paper, in order to develop the composition ceramics with the outstanding piezoelectric properties, $Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})_{0.03}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.09}(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.88}O_3$ ceramics substituted with $BiFeO_3$ were prepared by the conventional solid-state reaction method. The addition of small amount of $Li_2CO_3$ and $CaCO_3$ as sintering aids decreased the sintering temperature of the ceramics. The effects of $BiFeO_3$ substitution on their piezoelectric and dielectric properties were investigated. when 0.015 mol $BiFeO_3$ was substituted, the optimal physical properties of $d_{33}=590pC/N$, $E_c=8.78kV/mm$ were obtained.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.165-169
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• 2015

In this paper, in order to develop the composition ceramics with the excellent dielectric properties, $Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})_{0.03}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.09}(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.88}O_3$ ceramics were fabricated by the conventional solid-state method. The effects of ZnO addition on their microstructure and piezoelectric properties were systematically investigated. The rhombohedral-tetragonal phase coexistence has been found in the ceramics without ZnO content and then with further increasing ZnO content, specimens exhibited tetragonal phase. The optimized ZnO content formed liquid phase and aided the grain growth of specimens. When 0.4 wt% ZnO was added, the optimal physical properties ($d_{33}=422pC/N$, $d_{31}=161pC/N$, ${\varepsilon}_r=1,905$, $k_p=0.55$, $Q_m=160$) were obtained.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.286-289
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• 2012

In this paper, we have proposed piezoelectric energy harvester employing the pillar structure with the diameter size of 500 um. So we have selected the Su-8 photo-resist and modified lithography process to manufacture the pillar structure with height above the $500{\mu}m$. Simultaneously, we tried to make a comparative study to use ceramic bulk - polymer structure In this paper, we will report the process and properties of micro pillar structure based on the PMN-PZT ($Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbZrTiO_3$) materials. Finally, We will propose a method for generating electrical energy with a piezoelectric element using vibration, an energy source can be obtained from the "clean" energy.

• 한국재료학회지
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• 제8권2호
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• pp.95-98
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• 1998

완화형 강유전체인 0.9MPb*Mg$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-0.1PbTiO$_{3}$에서 강유전-상유전 상전이에 수반되는 relaxation거동을 살펴보기위해 낮은 전계에서 측정된 유전특성과 높은 전계에서 측정된 전계유기 분극 거동 등을 조사하였다. -50-9$0^{\circ}C$의 상전이 온도범위에 걸쳐 1V/mm의 낮은 전계에서 측정된 유전특성의 온도의존성을 구하고 수 kVmm의 강전계하에서 발생된 분극의 온도의존성을 관찰하였다. 이 모든 결과들은 Vogel-Fulcher관계식에 비교적 정확하게 일치되었으며 그 결과 T$_{f}$ 는 294.6˚K로 나타났다. 본 연구결과를 통하여 Vogel-Fulcher관계식에 의한 주파수 의존성은 낮은 전계하에서의 유전특성 뿐 아니라 강전계하에서의 여러물성들도 동일하게 적용되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.407-407
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• 2008

무기EL 디스플레이는 고체재료에 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 이용한소자로서, 급속도로 발전을 거듭하고 있으나, 유전체층에 강한전계를 가하여 발광하여야 하므로 낮은 Breakdown voltage와 효율의 한계로 인하여 휘도가 낮고 풀 컬러화 디스플레이 등 의 응용에는 적용되고 있지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 강유전체 Perovskite 구조를 가지는 ABO3 물질 중 PMN(Lead Magnesium niobate) 과 PZT (Lead Zirconate titanate) 후막을 제조하여 Inorganic EL(Electro Luminance)에 적용하고 소자의 광전특성을 평가하였다. 소자에 사용된 기판은 고온소성에 알맞은 알루미나(Al2O3)기판을 채택 하였으며, 그 위 하부전극으로는 고온소성에 따른 화학적 안정성이 우수한 Au전극을 Screen Printing 하였다. 제조 되어진 PMN후막 페이스트는 PMN(Pb(Mg1/2 Nb2/3)O3) + Glass Frit(Pb-Zn-B) + BaTiO3(99.99%) 로 합성되었으며 하부전극위에 인쇄하였다. 그 다음 PZT sol-gel을 Spin coating으로 도포 하였다. 형광체로 ZnS:Cu.Cl 을 Screen Printing을로 형성하였으며, 평탄화를 위하여 유기물 충을 Screen Printing 공정으로 성막 하였다. 상부전극으로는 DC sputter로 ITO를 증착하여 EL소자 완성 후 Spectro - Chroma meter로 소자특성을 측정하였다. 평탄화를 통한 유기물층에 변화되는 Capacitance를 Oscilloscope로 전압 전류 pulse의 변화에 따른 opto-electronic 특성을 평가하였다.