• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.33 no.1
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• pp.15-23
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• 2000

RC oscillation method was applied to study the condenser characteristics of two metal sticks insulated by vinyl tube and used in the dielectric constant determinations of most soils. Its capacitance as influenced by the contacted ambient materials was measured as relative capacitance of the sensor sticks compared with the standard one on the RC oscillation circuit. According to the equivalent circuit of the sensor stick set, the measured capacitance was composed of a basic capacitance connected in parallel with sensor stick capacitance, which was composed of lineally connected vinyl tube capacitances and the sensing part capacitance. The dielectric constant (U) of the contacted ambient moist soil located in the sensing part around the sticks interrelated with the other parameters as following equation. $$\frac{1}{C-B}=\frac{k}{U}+Z$$ where C is the output total relative capacitance, B is the hidden and fixed basic relative capacitance, k is a constant related with U, and Z is a constant for the insulating vinyl tube capacitances determined by its thickness and dielectric constant. The constant k is determined by the spacing and length of sensor sticks. The Z value is theoretically an invariable constant, but it may become considerably bigger than the determined in lab if air tube is formed on the surface of sensor sticks by some shocks on them after their installation in soil. Due to the unstability of lab Z value, it may be better to revise it after sensor stick's installation in soil and no shaking shocks should be applied on them.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.73-73
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• 2009

트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$는 $SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.42 no.11
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• pp.101-106
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• 2005

A ground penetrating image radar (GPR) using an ultra wideband (UWB)impulse waveform is developed for non destructive detection of metallic pipelines buried under the ground. Dielectric constant of test field is measured and then a GPR system is designed for better detection up to 1 meter deep. By considering total path loss, volume of complete system, and resolution, upper and lower frequencies are chosen. First, a UWB impulse for the frequency bandwidth of the impulse is chosen with rising time less than 1 ns, and then compact planar UWB dipole antenna suitable for frequency bandwidth of a UWB impulse is designed. Also, to receive reflected signals, a digital storage oscilloscope is used. For measurement, a monostatic technique and a migration technique are used. For visualizing underground targets, simple image processing techniques of A-scan removal and B-scan average removal are applied. The prototype of the system is tested on a test field in wet clay soil and it is shown that the developed system has a good ability in detecting underground metal objects, even small targets of several centimeters.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.2
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• pp.165-171
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• 2009

Resins were synthesized by mixing 1-aza-15-crown-5 macrocyclic ligand attached to styrene (2th petroleum in 4th class hazardous materials) and divinylbenzene (DVB) copolymer with crosslinkage of 1%, 2%, 8%, and 16% by substitution reaction. The characteristic of these resins was confirmed by content of chlorine, element analysis, thermogravimetric analysis (TGA), surface area (BET), and IR-spectroscopy. The effects of pH, time, dielectric constant of solvent and crosslinkage on adsorption of metal ion by the synthetic resin adsorbent were investigated. The metal ion showed a fast adsorption on the resins above pH 3. The optimum equilibrium time for adsorption of metallic ions was about two hours. The adsorption selectivity determined in ethanol was in an increasing order of uranium $(UO_2^{2+})$ > lead $(Pb^{2+})$ > chromium $(Cr^{3+})$ ion. The adsorption was in the order of 1%, 2%, 8%, and 16% crosslinkage resin and adsorption of resin decreased in proportion to the order of dielectric constant of solvents.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.56-56
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• 2011

투명 메모리 소자는 향후 투명 디스플레이 등 투명 전자기기와 집적화해 통합형 투명 전자시스템을 구현을 위해 지속적으로 연구가 진행 되고 있으며, 산학계에서는 다양한 메모리 소자중 큰 밴드-갭(>3 eV) 특성을 가지는 저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)를 이용한 투명 메모리 구현 가능성을 지속적으로 보고하고 있다. 현재까지의 저항 변화 메모리 연구는 물질 최적화를 위해 다양한 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질에 대한 연구가 활발하게 진행 되고 있지만, 금속-산화물계 물질의 경우 근본 적으로 그 제조 공정상 산소에 의한 다수의 산소 디펙트 형성과 제작 시 쉽게 발생할 수 있는 표면 오염의 문제점을 안고 있으며, 또한 Endurance 및 Retention 등의 신뢰성에 문제를 보이고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 근본 적으로 해결하기 위해 새로운 저항 변화 물질에 관한 물질 최적화 연구가 요구 되며, 본 연구진은 다양한 금속-질화물계(Metal-Nitride) 물질을 저항변화 물질로 제안해 연구를 진행 하고 있다. 이전 연구에서, 물질 고유의 우수한 열전도(285 W/($m{\cdot}K$)) 및 절연 특성, 큰 밴드-갭(6.2 eV), 높은 유전율(9)을 가지고 있는 금속-질화물계 박막인 AlN를 저항변화 물질로 이용하여 저항변화 메모리 소자 연구를 진행하였으며, 저전압 고속 동작 특성을 보이는 신뢰성 있는 저항 변화 메모리를 구현하였다. 본 연구에서는 AlN의 큰 밴드-갭 특성을 이용하여 투명 메모리 소자를 구현하기 위한 연구를 진행 하였다. 투과도 실험 결과, 가시광 영역 (380-700 nm)에서 80% 이상의 투과도를 보였으며, 이는 투명 메모리 소자로써의 충분한 가능성을 보여 준다. 또한, I-V 실험에서 전형적인 bipolar 스위칭 특성을 보이며, 스위칭 전압 및 속도는 VSET=3 V/Time=10 ns, VRESET=-2 V/Time=10ns에서 가능하였다. 신뢰성 실험에서, 108번의 endurance 특성 및 105 초의 retention 특성을 보였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.22 no.1
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• pp.92-100
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• 2009

Azacrown resins were synthesized by mixing 1-aza-12-crown-4 macrocyclic ligand into styrene (2th petroleum in 4th class hazardous materials) divinylbenzene (DVB) copolymer with crosslinkage of 1%, 2%, 5% and 10% by substitution reaction. The synthesis of these resins was confirmed by content of chlorine, element analysis, thermogravimetric analysis (TGA), surface area (BET), and IR-spectroscopy. The effects of pH, time, crosslinkage of resins and dielectric constant of solvent on adsorption of metal ions by resin adsorbent were investigated. Metal ions showed a great adsorption over pH 3 and adsorption equilibrium of metal ions was about two hours. In addition, adsorptive selectivity of metals on the resin in ethanol solvent was increased in the order of ${UO_2}^{2+}$ > $Ca^{2+}$ > $Sm^{3+}$ ion and adsorption of uranium ion was decreased with increase of crosslinkage such as 1%, 2%, 5% and 10% and was inversely proportional to the order of dielectric constant of solvents.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.85-85
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• 1999

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT)는 높은 유전율로 인해 강유전체 메모리 소자의 응용을 위한 연구가 되고 있으며 또한 전왜(electrostrictive)성을 갖고 있어 이력현상을 갖지 않음으로 최근 들어 미세전기기계소자(MEMS)로의 연구가 활발히 되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 소자로서의 응용을 위해 저응력 SiNx가 형성된 Si 기판위에 Pt 전극 혹은 산화물 전극 SrRuO3를 갖는 PMN-PT 박막 캐패시터를 제조하였다. 박막 하부의 구조는 금속전극의 경우 Pt/Ti/LTO/SiNx/Si이고 산화물전극은 SrRuO3/Ru/SiNx/Si의 구조를 갖는다. PMN-PT 박막은 alkoxide를 기반으로 회전 coating 방법을 사용하여 박막 하부층의 변화를 주어서 성장시켰다. PMN-PT 용액의 합성은 분말합성법에서 사용하는 columbite 방법을 응용하여 상대적으로 반응정도가 낮은 Mg를 Nb와 우선 반응하여 Mg-Nb solution을 얻고 Pb-acetate 용액과 합성하여 PMN을 제조한 후 PT를 반응시켜서 제조하였다. PMN-PT 박막에서 동일한 공정조건 하에서 박막 하부층의 구조에 따라서 PMN-PT 박막의 조성이 A2B2O6의 조성을 가지는 파이로클러어상이 형성되거나 또는 ABO3인 페로브스카이트상이 형성되는 것을 관찰하였다. 금속 전극인 Pt를 하부전극으로 사용한 경우는 혼재상이 형성되어 패로브스카이드 PMN-PT를 얻기 위해 seed layer로서 PbTiO3를 사용하였으며 이러한 seed layer 위에 형성된 PMN-PT를 형성하는 경우 rutile 구조인 RuO2 위에 성장시킨 PMN-PT는 파이로클로어와 페로브스카이트의 혼재상이 얻어졌으나 pseudo-perovskite 구조인 SrRuO3 박막 위에 형성된 PMN-PT 박막에서는 페로브스카이트가 주된 상으로 얻어졌다. 즉 하부층(전극 또는 seed layer)으로 perovskite 구조를 갖는 박막을 형성하게 되면 페로브스카이트를 갖는 PMN-PT 박막을 얻을 수 있었다. 전기적인 특성은 상부전극으로 Pt를 사용하여 HP 4194A로 측정을 하였다. PT seed layer를 포함한 PMN-PT 박막은 유전상수 1086과 유전손실 2.75%을 가졌다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.24 no.11
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• pp.108-115
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• 2007

We have designed a high transmission C-shaped aperture using finite differential time domain (FDTD) technique. The C-shaped aperture was fabricated in the aluminum thin film on a glass substrate using a focused ion beam (FIB) milling. Nano-size patterning was demonstrated with a vacuum contact device to keep tight contact between the Al mask and the photoresist. Using 405 nm laser, we recorded a 50 nm-size dot pattern on the photoresist with the aperture and analyzed the spot size dependent on the dose illuminated on the aperture.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2002.05a
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• pp.215-218
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• 2002

In this paper, we propose a microstrip line tunable phase shifter. If we vary the applied bias voltage, the relative dielectric constant of ferroelectrics also changes and we designed tunable phase shifter using Au/BSTO/MgO/Au structure. We also used a coupling structure to increase the amount of phase shift at certain frequency in a limited size and we could reduce the loss by reducing the line width.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.1
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• pp.30-36
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• 2009

The effects of $HfO_2$ film thickness on electrical, optical, and structural properties were investigated. We fabricated ITO/$HfO_2$/ITO metal-insulator- metal (MIM) capacitor using transparent conducting oxide. When $HfO_2$ film thickness increase from 50 nm to 300 nm, dielectric constant of $HfO_2$ was decreased from 20.87 to 9.72. The transparent capacitor shows an overall high performance, such as a dielectric constant about 21 by measuring the ITO/$HfO_2$/ITO capacitor structures and a low leakage current of $2.75{\times}10^{-12}\;A/cm^2$ at +5 V. Transmittance above 80% was observed in visible region.