• 제목/요약/키워드: 유전완화

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$Pb(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-xPbTiO_3$ 단결정의 온도에 따른 강유전 상전이 고찰

  • 박종성;이중건;홍국선
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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    • pp.21-21
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    • 2003
  • Pb(Zn/sub 1/3/Nb/sub 2/3/)O₃(PZN)은 전형적인 완화형 강유전체로서 급격하게 상전이를 일으키는 것이 아니라 온도에 따라 완만하게 변화하는 물질이다. 완화형 강유전체의 경우, 저온에서는 ㎛ 이상의 거시분역이 존재하고 일반적인 강유전체와 유사한 특성을 가지지만, 온도가 증가하면서 거시분역이 불안정해 지고 크기가 자가져서 수 nm 크기의 미소 극성 영역으로 나뉘는데, 이때 결정구조, 유전율, 유전 손실등의 온도와 주파수에 따른 변화를 관찰하여 강유전 상전이 현상의 특징을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 융제법에 의해 PZN-xPT 단결정을 성장시킨 후 온도에 따른 결정구조를 변화를 측정하고, 이러한 결정구조의 변화가 강유전 특성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 순수한 PZN은 전형적인 완화형 강유전체의 상전이거동을 나타내었으며, PT의 함량이 증가하면서 점차 일반적인 강유전체로 전이하는 것이 관찰되었다. 그러나 PZN-0.12PT의 경우도 완전한 일반적 강유전체는 아니었으며 완화형거동을 일부 나타내었다. 모든 조성에서 온도가 감소하면서 국부적인 응력의 증가가 관찰되었으며, 응력의 인가 정도는 H 함량에 따라 증가하였다. 이상의 변화는 순수한 PEW에서 나타나는 미소분역들이 온도의 감소와 H 양의 증가에 따라 정전기적 상호작용을 일으키면서 강유전분역으로 성장하기 때문이었으며, Vogel-fulture식에 따른 유전율 최대온도와 측정주파수간의 관계는 분역들간의 상호작용을 됫받침해주었다.

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Giga-Bit급 DRAM을 위한 고유전 $(Ba,Sr)Tio_3$박막 커패시터의 유전완화 특성에 대한 회로 모델 (A Circuit Model of the Dielectric Relaxation of the High Dielectric $(Ba,Sr)Tio_3$ Thin Film Capacitor for Giga-Bit Scale DRAMs)

  • 장병탁;차선용;이희철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권4호
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    • pp.15-24
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    • 2000
  • 고유전 커패시터의 유전완화 특성은 시간영역에서 나타나는 커패시터의 동적특성으로 이해될 수 있으며 이것은 DRAM의 재충전 시간동안 충전된 전하를 잃어버리는 가장 주된 요인으로 인식된다. 그러므로 DRAM 동작에 미치는 영향을 고려하기 위하여 고유전 커패시터의 유전완화에 대한 등가회로를 만드는 것이 필수적이다. 그러나 아직까지 등가회로를 만들 수 있는 일반적이고 이론적인 방법이 제시되지 않고 있다. 근 본 연구에서는 고유전 커패시터의 등가회로를 주파수 영역에서 모델링하는 새로운 방법을 개발하였다. 이 방법은 이론적인 체계를 갖춘 일반적인 방법이다. 또한, 본 연구에서는 실험과정을 통해서 이 방법의 타당성으로 확인하였고, 궁극적으로 새로운 방법으로 얻어진 등가회로를 활용하여 유전완화가 DRAM 동작에 미치는 영향을 고찰하였다.

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Pb5Ge3-xTixQ11 단결정의 유전완화현상 (Dielectric Relaxation of Pb5Ge3-xTixQ11 Single Crystals)

  • 이찬구;김덕훈
    • 한국안광학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.9-16
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    • 1997
  • 강유천체 $Pb_5Ge_{3-x}Ti_xO_{11}$ 단결정을 x=0.015, 0.021, 0.03의 조성에 대하여 Czochralski법으로 성장시켰으며, 성장시킨 단결정의 색상은 맑고 투명한 연한 노란색이었다. $Pb_5Ge_{3-x}Ti_xO_{11}$ 단결정의 유전완화에 관한 연구를 위한 측정은 주파수범위 100 Hz에서 10 MHz까지 온도범위 $20^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지 변화 시키면서 하였다. 측정결과 유전을 최대값이 되는 온도는 Ti 성분이 증가함으로 낮은 온도로 이동하였으며, 유전율의 최대값의 크기는 Ti 성분의 증가에 따라 감소하였다. $Pb_5Ge_{3-x}Ti_xO_{11}$ 단결정의 유전응답의 주파수 의존성은 완화시간 분포와, Debye 완화형태를 가졌으며, 유전적 거동은 캐리어가 우세한 반응의 특징을 나타내었다.

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무기물이 첨가된 전기설비용 에폭시 수지의 유전적성질에 관한 연구 (A Study of Dielectric Properties of Electrical Installation Epoxy Resin Filled with Inorganic Filler)

  • 김재환;서국철;김경환;박창옥
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제4권2호
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    • pp.46-54
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    • 1990
  • 본 연구에서는 에폭시수지에 무기물충진제 SiO2를I첨가하여 제작된 시편의 주파수 및 온도변화에 따른 유전 완화특성을 연구하였다. 연구결과로 제작된 복합재료의 유전특성은 충진제의 함량증가에 따라 유전율은 상당히 증가하였으나 유전손실의 변화는 거의 없었다. 이와같은 사실을 포함한 모든 특성들은 충진제입자가 에폭시 매트릭스에 견고하게 결합되어 있다는 사실과 Maxwell-Wagner의 계면분극이론으로 잘 설명될 수 있다. 제작된 복합재료에 대한 특성의 검토에서 충진제(SiO2)의 입자는 에폭시 매트릭스와 견고하게 결합되어 있으며 충진제 첨가효과는 전반적으로 유전완화세기에는 별 영향을 미치지 못하나 계면분극효과에 의한 유전율을 증가시키는 효과가 있다.

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비탄성 고체의 기계적, 유전적 특성에서 복합 피크의 동적 완화과정에 관한 새로운 고찰방법

  • 김봉흡;임기조;김현후
    • 전기의세계
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    • 제46권4호
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    • pp.11-14
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    • 1997
  • 본 고에서는 임의의 동적 복합 완화 피크는 유한개의 단일 동적 완화 피크들로 분해된 합으로 파악될 수 있다[1-3]는 가정 하에서 복합 완화 피크의 분해 방법을 제시하고 분해된 곡선들을 조합하여 재구성한 곡선과 원래 곡선을 비교하여 제시한 방법의 타당성을 보이고자 한다.

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절연성능 향상을 위한 가스절연 개폐장치에서의 경사 기능성 재료 스페이서 및 전극 형상 연구 (A Study on Functionally Graded Material Spacer and Electrodes Shape in Gas Insulated Switchgear for the Improvement of Insulation Performance)

  • 주흥진;김봉석;고광철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1358_1359
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    • 2009
  • 가스 절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear : GIS)의 고체 스페이서에 경사기능성 재료(Functionally Graded Material : FGM)를 적용할 때, 전계의 완화를 예상할 수 있다. 특히, 균일 유전율 분포를 가지는 스페이서에서 양극 근처에 집중된 높은 전계가 FGM 스페이서를 사용할 때, 스페이서와 $SF_6$ 가스의 접촉부로 옮겨지며, 그 크기가 완화됨을 확인할 수 있었다[1]. 본 연구에서는 상용 고체 스페이서의 양극 부근에서의 전계 집중을 감소시키기 위해 전극 형상의 최적화를 수행하였다. 최적화 기법으로는 완전계승계획법(Full Factorial Design : FFD)과 결합된 반응표면법(Response Surface Method : RSM)을 이용하였으며, 균일 유전율 스페이서에서 양극 형상을 최적화하였다. 또한 타원형 유전율 분포를 가지는 FGM 스페이서를 이용함으로써, 상용 GIS 모델에 비해 최대 전계가 크게 완화될 수 있음을 확인하였으며, 상용 GIS의 외함부의 크기를 줄여 실제 소형화 가능 여부를 확인하였다.

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완화형 강유전체 PMN-PT계에서 약전계 및 강정계 조건에서의 relaxation 거동 (Dielectric Relaxation in PMN-PT Relaxor Ferroelectrics under Weak and Strong Electric Field)

  • 박재환;김윤호;박순자
    • 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.

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비선형광학 단결정 KTP의 상전이 및 완화특성에 관한 연구 (Phase Transition and Relaxation Properties of Nonlinear-Optical KTP Single Crystal)

  • 최병춘
    • 센서학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.386-393
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    • 1998
  • 비선형광학 단결정 KTP에 대해 고온 분말 X-선 회절실험과 복소 유전상수 측정실험 등을 수행하였다. 고온분말 X-선 회절 실험 결과를 Lipson과 Cohen의 해석적 방법을 사용하여 분석하였으며, 그 결과 $900^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 어떠한 구조상전이도 없음을 확인하였다. 그리고 KTP는 $900^{\circ}C$ 이상에서 구조상전이가 있으며, 상전이 온도 이상의 온도영역에서도 직방정계(orthorhombic)에 속함을 확인하였다. 한편, 복소 유전상수 측정결과를 현상론적인 유전완화식에 적용하였으며, 이로부터 $K^+$ 이온의 hopping에 의한 KTP의 유전완화 mechanism은 $-78^{\circ}C$부터 $200^{\circ}C$까지 단일모드로 Cole-Cole relation을 만족함을 알았다. 이때 완화시간은 Vogel-Fulcher relation을 따르고 있으며, $200^{\circ}C$ 이상의 온도영역에서는 hopping mechanism과 더불어 열적으로 활성화된 확산 mechanism이 KTP의 전도특성을 지배하는 것으로 보인다.

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(Ba,Sr)TiO₃ 커패시터의 thermally stimulated current 분석 (Thermally stimulated current analysis of (Ba,SR)TiO₃ capacitor)

  • 이기선;서광석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권5호
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    • pp.17-17
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    • 2001
  • 고유전 (Ba, Sr)TiO₃ (BST) 박막을 이용한 DRAM storage capacitor의 저전계 영역에서의 전하손실을 발생시키는 커패시터의 누설전류는 유전완화전류와 진성 누설전류로 이루진다고 알려져 있다. 특히, 기가급 DRAM의 동작 전압(~IV)에서 유전완화전류가 진성 누설전류에 비해 훨씬 크기 때문에 이에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 thermally stimulated current (TSC) 측정법을 BST 박막에 처음으로 적용하여 트랩의 에너지 level 및 공정변화에 따른 트랩 밀도의 상대적 평가를 하였다. 그리고, 기존에 사용되던 전류-전압(I-V) 측정이나 전류-시간(I-t) 측정과 비교 및 분석함으로써 유전완화 전류의 원인을 규명하고 TSC 측정법의 신뢰성을 살펴보았다. 먼저 안정적인 TSC 측정을 위해 전계, 시간, 온도 및 승온속도에 따른 polarization condition을 알아보았다 이 조건을 이용한 TSC 측정으로부터 BST 박막에서의 트랩의 energy level이 0.20(±0.01) eV와 0.45(±0.02) eV임을 알 수 있었다. Rapid thermal annealing (RTA)을 이용한 후속 열처리에 따른 TSC 측정을 통하여 이 트랩들이 산소결핍(oxygen vacancy)에 기인함을 확인할 수 있었다. MIM BST 커패시터의 열처리에 대한 TSC 특성은 전류-전압(I-V) 및 전류-시간(I-t) 특성과 같은 경향성을 보인다. 이것은 TSC 측정이 BST 박막내의 트랩을 평가하는데 있어서 매우 효과적인 방법이라는 것을 보여준다.

초전특성 및 유전완화 거동을 통한 $Pb(Mg _{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3$ 고용계의 상평형 관계 연구 (Phase Relation Study Based on the Pyroelectric Properties and Relaxation Phenomena in $Pb(Mg _{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3$ Solid Solution System)

  • 박재환;김병국;박재관
    • 한국결정학회지
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    • 제13권3_4호
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    • pp.172-176
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    • 2002
  • Pb(Mg /sub 1/3/Nb/sub 2/3/)O₃-PbTiO₃ 계 완화형 강유전체에서 PbTiO₃ 첨가량 변화 및 온도 변화에 따른 상전이 거동을 초전특성 및 유전완화현상 고찰을 통해 고찰하였다. -40∼200℃의 상전이 온도범위에 걸쳐 초전 및 유전특성을 살펴보았으며 특히 Vogel-Fulcher 관계식에 의한 freezing temperature를 도출하였다. 이러한 모든 실험적 결과들로부터 기존에 제안되었던 Pb(Mg /sub 1/3/Nb/sub 2/3/)O₃-PbTiO₃ 고용체 시스템에 대한 상평형도를 다소 수정하여 제안하였다.