• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2016.05a
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• pp.165-166
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• 2016

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.310-310
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• 2010

ZnO 바리스터는 정전기 (ESD) 및 순간적인 써지(surge)로부터 전자기기 및 전자회로 등을 보호하기 위해 개발된 전자 세라믹스 소재이다. 최근 전자기기 등의 고속통신 추세에 따라 ZnO 바리스터는 높은 비선형 특성과 함께 보다 낮은 유전율 및 유전손실 특성이 특별히 요구되고 있다. 본 연구에서는 현재 양산되고 있는 Bi-계와 Pr-계 ZnO 바리스터가 아닌 새로운 조성계에 $Mn_3O_4$를 0.0~3.0 at% 첨가하여 소결 및 전기적 특성들 살펴보았다. 시편은 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여 $1200^{\circ}C$에서 1 시간 공기 중에서 소결하였으며, 소결 및 전기적 특성과 유전 특성(밀도, 미세구조, I-V 특성, 유전율, 유전손실, ZnO 비저항)은 FE-SEM, Keithley237, Agilent 4294a 및 Agilent 4991a 장비를 사용하여 첨가제에 따른 ZnO 바리스터의 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과 Mn이 0.2 at% 첨가한 계의 바리스터의 상대밀도는 95%, 비선형계수는 14, 유전율은 140 (at 1MHz), 손실값은 0.147 (at 1 MHz)를 나타내었다. 이를 통하여 새로운 바리스터 조성계에서 Mn의 첨가에 따른 효과에 대하여 논하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.24 no.1
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• pp.6-9
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• 2015

Conventional leak detectors are widely based on helium gas sensors. However, the usage of hydrogen sensors in leak detectors has increased because of the high prices of helium leak detectors and the dearth in the supply of helium gas. In this study, a hydrogen leak detector was developed using solid-state hydrogen sensors. The hydrogen sensors are based on Park-Rapp probes with heterojunctions made by oxygen-ion conducting Yttria-stabilized zirconia and proton-conducting In-doped $CaZrO_3$. The hydrogen sensors were used for determining the potential difference between air and air balanced 5 ppm of $H_2$. Even though the Park-Rapp probe shows an excellent selectivity for hydrogen, the sensitivity of the sensor was low because of the low concentration of hydrogen, and the oxygen on the surface of the sensor. In order to increase the sensitivity of the sensor, the sensors were connected in series by Pt wires to increase the potential difference. The sensors were tested at temperatures ranging from $500-600^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.100-100
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• 2009

ZnO 바리스터는 정전기 및 순간적인 surge로부터 전자기기 및 전자회로 등을 보호하기 위해 개발된 전자 세라믹스 소재이다. 최근 전자기기 등의 고속통신 추세에 따라 ZnO 바리스터는 높은 비선형 특성과 함께 보다 낮은 유전율 및 유전손실 특성이 특별히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 양산되고 있는 Bi-계와 Pr-계 ZnO 바리스터가 아닌 새로운 조성계를 이용하여 Y 첨가량(0.1~3.0 at%)에 따른 ZnO 바리스터의 전기적 특성과 유전 특성을 살펴보았다. 시편은 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여 $1200^{\circ}C$에서 3 시간 공기 중에서 소결하였으며, 소결 및 전기적 특성과 유전 특성(밀도, 미세구조, I-V 특성, 유전율, 유전손실, ZnO grain 비저항)은 FE-SEM, Keithley237, Agilent 4294a 및 Agilent 4991a 장비를 사용하여 Y 함량에 따른 ZnO 바리스터의 특성 변화를 고찰하였다. 그 결과, Y이 2.0 at% 첨가한 계의 바리스터 특성이 가장 우수하였다. 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Y 함량이 증가함에 따라 상대밀도는 94~96%로 증가하였으며, 평균입경은 증가하였다. 또한 유전율은 580~215 (at 1 MHz)로 Y 함량이 증가할수록 낮아졌다. 이를 통하여 새로운 바리스터 조성계에서 Y의 첨가 효과에 대하여 논하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.10-10
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• 2009

Transparent BNO thin films were grown on Al-doped ZnO (AZO)/Ag/AZO/polyethersulfon (PES) (abbreviated as AAAP) transparent electrodes at a low temperature by the NCD technique. The BNO films grown on the crystallized AZO/Ag/AZO (AAA) electrodes exhibit an amorphous phase with a root mean square (rms) roughness of approximately 2 nm in the range of deposition temperature. The capacitors (Pt/BNO/AAAP) with BNO films grown at $100^{\circ}C$ show a dielectric constant of 24 and dissipation factor of 8% at 100 kHz, a leakage current density of about $8{\times}10^{-6}A/cm^2$ at an applied voltage of 1.0V. The optical transmittances of the BNO/AAAP exhibited above 80% at wavelength of 550nm at all of deposition temperature. The mechanical stability of the BNO/AAA as well as AAA electrode with the PES substrates through the bending was ensured for flexible electronic device applications. The transparent BNO capacitors grown on AAAP are powerful candidate for integration with the transparent solar cells.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.253-253
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• 2016

최근 세계적으로 대체 에너지는 중요한 이슈가 되고 있으며 그 중 열전 재료는 유망한 에너지 기술로서 주목 받고 있다. 특히 고 직접화 전자 소자의 발열 문제를 해결하기 위해, 소형화와 정밀 온도 제어가 가능한 박막형 열전 소자에 연구가 주목 받고 있다. 박막형 열전소자 중 산화물 반도체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 산화물 반도체계 중 In2O3는 BiTe, PbTe 등의 기존의 재료에 비해 독성이 낮을 뿐만 아니라 내 산화성 및 고온에서 열적 안정성이 우수하여 고온에서 적용 불가능한 금속계 열전 재료의 한계를 극복 할 수 있다는 장점을 가진다. 우수한 성능 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 의 열전 재료는 높은 전기 전도도 및 제백 계수 그리고 낮은 열전도도 특성을 가져야만 한다. IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 박막의 경우, 높은 전기 전도성을 가지면서 비정질 구조를 가진다. 이와 같이 비정질 구조를 가지는 박막 열전 재료는 격자에 의한 열 전도도가 낮기 때문에 결정질 구조에 비해 전체 열 전도도 값이 낮을 것으로 기대된다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 동시에 낮은 열 전도도를 가지게 되어 우수한 열전 특성을 가질 것이라 예상된다. 이러한 특성을 바탕으로 본 연구에서는 비정질 구조를 갖는 Zn와 미량의 Sn을 동시에 첨가한 In2O3박막의 전기적 특성및 열전 특성을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron sputtering법으로 IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 타깃을 이용하여 기판 가열없이 DC Power 70 W, 작업 압력 0.7 Pa으로 SiO2 기판 위에 $400{\pm}20nm$ 두께의 박막을 증착하였다. 이러한 공정으로 만들어진 박막은 대기 중 후 열처리를 각각의 200, 300, 400, 500, $600^{\circ}C$ 온도에서 진행하였다. 박막의 미세 구조는 XRD를 통해 관찰하였다. 그리고 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement을 통해 측정하였고, 열전 특성은 Seebeck 상수의 측정을 통하여 평가하였다. XRD 확인 결과 RT에서 증착한 박막과 후 열처리 200, 300, 400, $500^{\circ}C$ 결과 비정질 구조를 보였고, 후열처리 $600^{\circ}C$에서는 결정의 회절 피크를 보였다. 전기적 특성의 경우, 후 열처리 온도가 증가함에 따라 전기 전도도는 감소한다. 이는 공기중의 산소가 박막에 침투하여 oxygen vacancy를 막아 캐리어 밀도가 감소한것에 기인 된 것으로 판단된다. 열전 특성의 경우 제백상수는 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 높은 제백상수를 나타낸다. 제백 상수는 수식에 따라 캐리어 밀도의 -2/3승에 비례하게 된다. 수식에 따라 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 가장 높은 제백 상수를 가지게 된다. 열전 성능 척도인 Power factor는 제백 상수의 제곱과 전기전도도의 곱으로 나타내는데, 후 열처리 $200^{\circ}C$에서 가장 높은 Power factor를 보인다. 이는 캐리어 밀도 감소에 따라 전기 전도도는 감소하였지만 이로 인해 제백상수는 증가하였고, 또한 캐리어 밀도 감소에 따라 이온화 불순물 산란의 감소에 의해 이동도의 증가에 의한 것으로 판단된다. 박막의 경우 기판의 영향으로 인해 열 전도도 측정이 어려워 열전 성능 지수(ZT)를 계산을 할 수 없지만, 마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 IZO:Sn 박막은 비정질 구조를 가지므로 격자진동에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 결정질에 비해 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수를 가질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.173-173
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• 2010

$Bi_4Ti_3O_{12}$ ($B_4T_3$) is a unique ferroelectric material that has a relatively high dielectric constant, high Curie temperature, high breakdown strength, and large spontaneous polarization. As a result this material has been widely studied for many applications, including nonvolatile ferroelectric random memories, microelectronic mechanical systems, and nonlinear-optical devices. Several reports have appeared on the use of Mn dopants to improve the electrical properties of $B_4T_3$ thin films. Mn ions have frequently been used for this purpose in thin films and multilayer capacitors in situations where intrinsic oxygen vacancies are the major defects. However, no systematic study of the optical properties of $B_4T_3$ films has appeared to date. Here, we report optical data for these films, determined by spectroscopic ellipsometry (SE). We also report the effects of thermal annealing and Mn doping on the optical properties. The SE data were analyzed using a multilayer model that is consistent with the original sample structure, specifically surface roughness/$B_4T_3$ film/Pt/Ti/$SiO_2$/c-Si). The data are well described by the Tauc-Lorentz dispersion function, which can therefore be used to model the optical properties of these materials. Parameters for reconstructing the dielectric functions of these films are also reported. The SE data show that thermal annealing crystallizes $B_4T_3$ films, as confirmed by the appearance of $B_4T_3$ peaks in X-ray diffraction patterns. The bandgap of $B_4T_3$ red-shifts with increasing Mn concentration. We interpret this as evidence of the existence deep levels generated by the Mn transition-metal d states. These results will be useful in a number of contexts, including more detailed studies of the optical properties of these materials for engineering high-speed devices.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.36 no.8
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• pp.813-819
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• 1999

Inner crack-like pores with controlled amount of Ca impurity level in the high purity alumina single crystal sapphire had been created by micro-fabrication technique which includes ion implantation photo-lithography Ar ion milling and hot press technique. The morphological change and the healing of crack-like pore in the Ca doped high purity single crystal alumina during high temperature heat treatment in vacuum were observed using optical microscopy. The hexagonal bridging ligaments were developed and the size of hexagonal bridging ligaments had been increased with temperature and Ca amount and had grown to their corner rounded. It appeared that the hexagonal bridging ligaments would have an equilbrium size with temperature and the amount of Ca addition. Three kinds of crack-like pore healing type were observed. Edge regression and ligament growth were observed from relatively low temperature in the crack-like pore. Edge regression were found in almost all of the crack-like pore but the ligament growth were found only in the several crack-like pores accelerating heating very fast. Flow type healing was observed above $1800^{\circ}C$ and It healed the crack-like pore very slowly.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.47 no.4
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• pp.214-225
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• 2022

Background: The conventional cerium-doped Gd₂Al₂Ga₃O₁₂ (GAGG(Ce)) scintillator-based gamma-ray imager has a bulky detector, which can lead to incorrect positioning of the gammaray source if the shielding against background radiation is not appropriately designed. In addition, portability is important in complex environments such as inside nuclear power plants, yet existing gamma-ray imager based on a tungsten mask tends to be weighty and therefore difficult to handle. Motivated by the need to develop a system that is not sensitive to background radiation and is portable, we changed the material of the scintillator and the coded aperture. Materials and Methods: The existing GAGG(Ce) was replaced with Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO), a scintillator with high gamma-ray detection efficiency but low energy resolution, and replaced the tungsten (W) used in the existing coded aperture with lead (Pb). Each BGO scintillator is pixelated with 144 elements (12 × 12), and each pixel has an area of 4 mm × 4 mm and the scintillator thickness ranges from 5 to 20 mm (5, 10, and 20 mm). A coded aperture consisting of Pb with a thickness of 20 mm was applied to the BGO scintillators of all thicknesses. Results and Discussion: Spectroscopic characterization, imaging performance, and image quality evaluation revealed the 10 mm-thick BGO scintillators enabled the portable gamma-ray imager to deliver optimal performance. Although its performance is slightly inferior to that of existing GAGG(Ce)-based gamma-ray imager, the results confirmed that the manufacturing cost and the system's overall weight can be reduced. Conclusion: Despite the spectral characteristics, imaging system performance, and image quality is slightly lower than that of GAGG(Ce), the results show that BGO scintillators are preferable for gamma-ray imaging systems in terms of cost and ease of deployment, and the proposed design is well worth applying to systems intended for use in areas that do not require high precision.