• 제목/요약/키워드: Ferroelectric phase

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절연층인 CeO$_2$박막의 제조 및 Pt/$SrBi_2$$Ta_2$$O_9$/$CeO_24/Si MFISFET 구조의 전기적 특성 (Preparation of CeO$_2$ Thin Films as an Insulation Layer and Electrical Properties of Pt/$SrBi_2$$Ta_2$$O_9$/$CeO_24/Si MFISFET)

  • 박상식
    • 한국재료학회지
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    • 제10권12호
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    • pp.807-811
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    • 2000
  • MFISFET (Metal-ferroelectric-nsulator-semiconductor-field effect transistor)에의 적용을 위해 CeO$_2$와 SrBi$_2$Ta$_2$O$_{9}$ 박막을 각각 r.f. sputtering 및 pulsed laser ablation법으로 제조하였다. CeO$_2$ 박막은 증착시 스퍼터링개스비 (Ar:O$_2$)에 따른 특성을 고찰하였다. Si(100) 기판 위에 $700^{\circ}C$에서 증착된 CeO$_2$ 박막들은 (200)방향으로 우선방향성을 가지고 성장하였고 $O_2$ 개스량이 증가함에 따라 박막의 우선방향성, 결정립도 및 표면거칠기는 감소하였다. C-V특성에서는 Ar:O$_2$가 1 : 1인 조건에서 제조된 박막이 가장 양호한 특성을 보였다. 제조된 박막들의 누설전류값은 100kV/cm의 전계에서 $10^{-7}$ ~$10^{-8}$ A의 차수를 보였다. CeO$_2$/Si 기판위에 성장된 SBT는 다결정질상의 치밀한 구조를 가지고 성장을 하였다 80$0^{\circ}C$에서 열처리된 SBT박막으로 구성된 MFIS구조의 C-V 특성에서 memory window 폭은 0.9V를 보였으며 5V에서 4$\times$$10^{-7}$ A/$\textrm{cm}^2$의 누설전류밀도를 보였다.

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$Pb(Fe _{1/2}Ta_{1/2})O_3$의 합성, 유전특성 및 질서배열구조 (Syntheses, Dielectric Properties and Ordering Structures of $Pb(Fe _{1/2}Ta_{1/2})O_3$)

  • 우병철;김병국;김병호
    • 한국결정학회지
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    • 제13권3_4호
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    • pp.165-171
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    • 2002
  • 고상반응법에 의해 합성된 분말을 $1100^{\circ}C$에서 소결함으로써 밀도가 $9.3g/cm^3$이고 평균입경이 $5.1{\pm}1.2{\mu}$$Pb(Fe_{1/2}Ta_{1/2})O_3$를 단일상으로 합성하였다. (공간군: Pm3m) $-150{\sim}50^{\circ}C$에서 측정된 비유전율은 인가전압의 주파수가 1kHz일 때 $-41^{\circ}C$에서 비유전율이 3100으로 최대값을 가지고 유전완화(dielectric relaxation)현상 및 완만한 상전이(diffuse phase transition, DPT)가 뚜렷하게 관찰되는 전형적인 완화형 강유전특성을 보였으며 소결후 $1000^{\circ}C$에서의 열처리 시간이 증가함 에 따라 상전이의 완만화도는 감소하여 정상 강유전체화 하였다. 한편, 소결직후 $Fe^{3+}$$Ta^{5+}$ 이온은 투과전자현미경으로도 검출할 수 없는 정도의 단거리 영역에서 화학양론적으로 1 : 1 질서 배열하고 있으며 이러한 B자리 양이온의 질서배열은 열처리 시간이 증가함에 따라 강화됨을 라만분광법으로 확인하였다. 소결직후 $Pb(Fe^{12}Ta_{1/2})O_3$센서의 완화형 강유전특성은 B자리 양이온의 화학양론적 1:1 단거리 질서배열구조와, 열처리한 $Pb(Fe_{1/2}TA_{1/2})O_3$에서의 완화형 강유전특성 감소는 열처리에 따라 강화된 화학양론적 1:1 단거리 질서배열구조와 연관지을 수 있었다.

Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3 세라믹스의 A-site 비화학양론이 유전 및 전기적 특성에 미치는 영향 (A-site Non-stoichiometric Effects of Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3 Ceramics on the Dielectric and Electrical Properties)

  • 박정수;이규탁;윤지선;조정호;정영훈;백종후
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.803-808
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    • 2014
  • $Bi_{0.5+x}(Na_{0.78}K_{0.22})_{0.5-3x}TiO_3$ ceramics with an excess $Bi^{3+}$ and a deficiency of $Na^+$ and $K^+$ were synthesized by a conventional solid state reaction method. The structure and morphology of $Bi_{0.5+x}(Na_{0.78}K_{0.22})_{0.5-3x}TiO_3$ ceramics were characterized by X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy. The electric polarization and mechanical strain induced by external electric field, and the temperature dependence of dielectric constant were investigated. These results demonstrated that an ergodic relaxor phase can be induced by controls of the mole ratio of $Bi^{3+}$, $Na^+$ and $K^+$. A phase boundary between non-ergodic and ergodic relaxor phases can be observed at ambient temperature. The ergodic relaxor phase can be transferred to the ferroelectric phase by application of the electric field. The stability of the induced ferroelectric phases strongly depends on the mole ratio of $Bi^{3+}$, $Na^+$ and $K^+$. The maximum strain of 0.31% was observed in $Bi_{0.51}(Na_{0.78}K_{0.22})_{0.47}TiO_3$ ceramics sintered at $1,150^{\circ}C$ for 2 h.

Casting 법으로 제조된 P(VDF/TrFE) 공중합체 박막의 유전 특성 (Dielectric properties of P(VDF/TrFE) copolymers thin films prepared by Casting method)

  • 윤종현;정무영;이선우;박수홍;김종택;김병수;이덕출;임응춘;최충석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1631-1633
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    • 2000
  • A study was carried out on the effect of VDF mol%, on the phase transition presented by P(VDF/TrFE) copolymer cast from dimethylformamide(DMF) solution with molar ratios 70/30 and 80/20. The results from dielectric spectrum and differential scanning calorimetry(DSC) showed that the phase transitions from ferroelectric to paraelectric phase(Curie transition) were observed The Curie point slightly has shifted to high temperature with increasing in VDF mol%, however, the melting point has shifted to low temperature.

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Enhancement of electromechanical properties in lead-free (1-x)K0.5Na0.5O3-xBaZrO3 piezoceramics

  • Duong, Trang An;Nguyen, Hoang Thien Khoi;Lee, Sang-Sub;Ahn, Chang Won;Kim, Byeong Woo;Lee, Jae‒Shin;Han, Hyoung‒Su
    • 센서학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.408-414
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    • 2021
  • This study analyzes the phase transition behavior and electrical properties of lead-free (1-x)K0.5Na0.5NbO3-xBaZrO3 (KNN-100xBZ) piezoelectric ceramics. The stabilized crystal structures in BaZrO3-modified KNN ceramics is clarified to be pseudocubic. The polymorphic phase transition from the orthorhombic to pseudocubic phases can be observed with KNN-6BZ ceramics considering the optimized piezoelectric constant (d33). Electromechanical strain behaviors are discussed. Accordingly, the enhancement of strain value at x = 0.08 (composition) may originate from the coexistence of ferroelectric domains and polar nanoregions. A schematic of domains for KNN, KNN-8BZ, and KNN-15BZ ceramics has been proposed to describe the relationship between the stabilized relaxor and changes in electrical properties.

졸-겔 공정에 의해 Diol을 기반으로 제조된 PZT막 상전이에 대한 종자 영향 (Seeding Effects on Phase Transformation in Diol-Based Sol-Gel Derived PZT Film)

  • 안병헌;황진명
    • 한국재료학회지
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    • 제9권12호
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    • pp.1181-1187
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    • 1999
  • diol을 기반으로 하는 Sol-Gel 방법으로 PZT (53/47) 1M sol 용액을 만들어 회전 코팅법으로 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판위에 코팅하였고 한번 코팅으로 최대 0.9${\mu}m $의 PZT막을 얻었다. PZT는 비강유전성 pyrochlore상을 거쳐 강유전성 perovskite상으로 전이하며 따라서 PZT perovskite seed가 상전이에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 0.2${\mu}m $ 이하의 크기를 갖는 1wt% PZT분말을 propanol용액에 분산시켜 PZT sol 용액에 도입하여 seeded PZT 막을 제조하였다. Seeded PZT막을 열처리한 결과 perovskite상의 생성이 촉진되어 상전이 온도가 50$^{\circ}C$정도 낮아졌다.

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PZ/PT 다층막에 의한 PZT 박막의 제작 (Synthesis of PZT thin films made by PZ/PT multi-layered structure)

  • 김성대;전기범;배세환;진병문
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.105-108
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    • 2008
  • PZ와 PT를 각각 3층씩 그 순서를 달리하고 열처리 과정을 달리하여 4가지 시료를 만들었다. PZ와 PT를 독립적으로 열처리 한 시료들에서는 PZ와 PT가 독립적으로 존재하는 경향이 강한 반면 PZ와 PT를 동시에 열처리 한 시료들은 PZT 복합상이 존재하는 확률이 더 높아졌다. 후자의 경우 PT를 먼저 증착한 쪽이 더 안정적인 PZT 상을 만든다는 결론을 지을 수 있었다.

Effect of Sintering Temperature on Structural and Dielectric Properties of (Ba0.54Sr0.36Ca0.10)TiO3 Thick Films

  • Noh, Hyun-Ji;Lee, Sung-Gap;Nam, Sung-Pill;Lee, Young-Hie
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제10권2호
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    • pp.49-52
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    • 2009
  • Barium strontium calcium titanate powders were prepared with the sol-gel method. Ferroelectric $(Ba_{0.54}Sr_{0.36}Ca_{0.1})TiO_3$(BSCT) thick films were fabricated by the screen-printing method on alumina substrate. Then we investigated the structural and dielectric properties of the BSCT thick films at different sintering temperatures. The thermal analysis showed that the BSCT polycrystalline perovskite phase formed at around $660^{\circ}C$. The X-ray diffraction analysis showed a cubic perovskite structure with no second phase present in all of the BSCT thick films. The average grain size and the thickness of the specimens sintered at $1450^{\circ}C$ were about $1.6{\mu}m$ and $45{\mu}m$, respectively. The relative dielectric constant increased and the dielectric loss decreased as the sintering temperature was increased; for BSCT thick films sintered at $1450^{\circ}C$ the values of the dielectric constant and the dielectric loss were 5641 and 0.4%, respectively, at 1 kHz.

졸-겔법에 의한 강유전 BST 박막의 제조 및 특성 (Fabrication and properties of ferroelectric BST thin films prepared by sol-gel method)

  • 이진홍;박병옥
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.60-66
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    • 2001
  • ($Ba_x$$Sr_{1-x}$)$TiO_3$ (x=0.9, 0.7, 0.5)박막을 졸-겔법으로 ITO-coated glass기판 위에 제조하였다. BST의 perov-skite상 생성온도는 $600^{\circ}C$ 이상이며 Sr함량이 증가할수록, $Ba^{2+}$ 이온보다 작은 $Sr^{2+}$ 이온에 의해 perovskite상들의 피크가 높은 회절 각도로 이동하였다. 그리고 온도가 증가할수록 결정립은 조대화 되었고, Sr 함량이 증가할수록 결정립은 미세화 되었다. BST(50/50)의 유전상수 값은 다른 두 조성보다 큰 값을 나타내고 유전손실 값은 더 낮았다. 1 kHz때의 BST(50/50)박막의 유전상수 및 유전손실 값은 각각 652와 0.042였다.

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Ti:PPLN 광도파로를 이용한 비선형광학 기반의 의사 위상정합 2차 조화파 발생 (Quasi Phase-Matched Second Harmonic-Wave Generation based on Nonlinear-Optic Effect Utilizing Ti:PPLN Optical Waveguides)

  • 정홍식;정영식
    • 한국광학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.408-415
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    • 2008
  • 고전압 펄스를 인가시켜서 주기적으로 도메인을 반전시키는 공정을 검토하였으며, 이를 적용해서 제작된 Ti 확산 리튬나오베이트 채널광도파로(Ti:PPLN) 기반의 의사 위상정합 2차 조화파 발생을 체계적으로 측정하였다. 2차 조화파 발생을 위해서 $16.6{\mu}m$ 분극 주기와 49 mm 길이의 Ti:PPLN 채널광도파로를 제작하였으며, 473(%/W) 변환효율이 측정되었다.