• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.342-347
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• 2007

$Bi_6Mg_2Nb_4O_{21}(BMN)$ thin films were deposited at various substrates by sputtering system for embedded capacitor applications. BMN thin films deposited at room temperature are manufactured as MIM(Metal/Insulator/Metal) structures. Dielectric properties and leakage current density were investigated as a function of various substrates and thickness of BMN thin films. Leakage current density of BMN thin films deposited on CCL(Copper Clad Laminates) showed relatively high value ($1{\times}10^{-3}A/cm^2$) at an applied field of 300 kV/cm on substrates, possibly due to relatively high value of roughness(rms $50{\AA}$) of CCL substrates. 100 nm-thick BMN thin films deposited on Cu/Ti/Si substrates showed the capacitance density of $300 nF/cm^2$, a dielectric constant of 32, a dielectric loss of 2 % at 100 kHz and the leakage current density of $1{\times}10^{-6}A/cm^2$ at an applied field of 300 kV/cm. BMN capacitors are expected to be promising candidates as embedded capacitors for printed circuit board(PCB).

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.7
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• pp.453-459
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• 2003

In this paper the effect of interstitial heat treatment on the microstructure and mechanical properties was examined both in the 0.15C-6Mn steels and 0.15C-6Mn steels added with Nb or Ti. This result will be applied into the development of a steel which has the properties of high strength and high ductility resulted from the transformation induced plasticity. The strength-elongation combination was increased as the holding time was increased when the temperature is at $625^{\circ}C$. However, the strength-elongation combination was decreased sharply as the holding time was increased when the temperature is at $675^{\circ}C$. The tensile strength and elongation of a reverse transformed steels added with Ti or Nb was 93 kg/$\textrm{mm}^2$ and 40%, respectively. This steel shows higher strength more than 10% of the 0.15C-6Mn steel without loss of ductility. The autenite formed from the reverse transformed treatment has a fine lath type, which has the width size of 0.1-0.3 $\mu\textrm{m}$. The TRIP sequence normally transforms the austenite to martensite, however, some of the sequence will produce retained austenite \longrightarrow deformation twin \longrightarrow martensite

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.6
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• pp.408-415
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• 2008

The characteristics of a ferroelectric-domain inverted grating fabricated by applying a high-voltage pulse at room temperature in Ti-diffused channel waveguides in z-cut $LiNbO_3$ (Ti:PPLN) were examined for channel waveguide quasi phase-matched secondharmonic generation devices. The fabrication conditions of uniform periodic domain-inversion were examined. Ti:PPLN with period ${\Lambda}=16.6{\mu}m$ for SHG were fabricated and the performances were measured. A normalized SHG efficiency as high as 473 (%/W) was obtained with 49 mm interaction length.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.301-301
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• 2010

현재 전 세계는 앞으로 사용 될 대체 에너지에 많은 관심 가지고 있다. 지금 사용하고 있는 에너지 연료는 한정되어 있기 때문에 대체에너지에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 그 중 압전체를 이용한 에너지 하베스팅은 많은 주목을 받고 있다. 주변 환경에서 필요한 에너지를 끌어 쓸 수 있는 대표적인 청정에너지 시스템 중 하나이기 때문이다. 최근 전원 공급원으로써 에너지 수확 시스템은 현 사회에 사용되고 있는 배터리로 전원을 사용하는 제품들을 소용량과 저전압 분야에서의 에너지 수확의 원리를 이용하여 전기전자제품의 사용시간 연장 및 응용분야 확대를 시도하는 연구가 활발히 수행되고 있다. 압전세라믹스를 이용한 에너지 하베스팅은 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로서 압전 특성이 높아야 한다. 일반적으로 압전 세라믹스는 PbO 성분이 들어가므로 환경적 오염 뿐만 아니라 인체에도 영향이 좋지 않으므로 많은 나라에서 이러한 성분을 제한하고 점차적으로 줄어들고 있는 시점에서 PbO를 사용하지 않고 Lead-Free 세라믹를 사용한 연구가 진행되고 있다. 이 논문에서는 일반적인 소결 방법을 이용하여 (Na,K)NbO3 세라믹에 CeO2를 첨가한 압전 세라믹을 제작하였다. 제작된 압전 세라믹스로 에너지 하베스팅 소자를 제작하고, 이 소자로 수확된 에너지로 DC-DC Converter 응용 특성에 대하서 연구하였다. 압전 세라믹스의 좋은 압전 특성을 출력하기 위하여 캔틸레버의 고유 진동수가 진동원의 주파수와 일치하는 공진을 일으켜야 한다. 따라서 구동회로는 주파수원을 찾아 설계하였고, 압전 세라믹스의 진동은 가진기를 이용하여 구동실험을 하였다. 지금까지 나와있던 에너지 하베스팅 회로와 비교하여 그 특성을 분석하고, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.07a
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• pp.86-89
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• 2000

The detection technique both the polarization and the mobile charge density at the same time in ferroelectric films on Si using TVS method have been proposed. This method yields a polarizable and an ionic displacement current peaks whose areas are proportional to the total polarization reversal charge and the total moble ionic space charge, respectively. The calculated polarization and the mobile charge density were 0.42 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] and 5.5$\times$10$^{11}$ (ions/$\textrm{cm}^2$) in the SBT film of MFIS structure measured at 25$0^{\circ}C$, and 1.4 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] in the LiNbO$_3$ film of MFS structure measured at 30$0^{\circ}C$, respectively.

• Economic and Environmental Geology
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• v.23 no.2
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• pp.245-259
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• 1990

Petrochemical analyses of granitic rocks including trace element, REE and oxygen isotope were carried out to understand petrogenesis of plutonic rocks from the Chungju, Wolaksan and Jecheon granite batholiths, which might be related with tungsten-base metal-fluorite mineralization in the Hwanggangri metallogenic province. Different geochemical characteristics such as major and trace elements were found between Jurassic Daebo granitic rocks (Chungju, Jecheon, Wonju, and Boeun granitic rocks) and Cretaceous Bulgugsa granitic rocks (Wolaksan, Muamsa and Sokrisan granitic rocks). Cretaceous granitoids are characterized by high $SiO_2$and $K_2O$ contents and low $TiO_2$, $Al_2O_3$, MgO and CaO contents. They also have relatively high contents of trace elements(Zn, V, Co, Cr, Sr, and Ba) in comparison with the Jurassic granitoids. (Eu)/($Eu^*$) and $(La/Lu)_{CN}$ ratios of Jurassic plutons vary from 0.78 to 1.13 and from 26.02 to 30.5, respectively, while the ratios of Cretaceous ones range from 0.22 to 0.28 and from 4.42 to 14.2, respectively. The REE patterns of the Cretaceous and Jurassic granitic rocks have quite different Eu anomalies: large negative Eu anomaly in the former, and mild or absent Eu anomaly in the latter. The large Eu negative of Cretaceous granitic rocks are interpreted as a differentiated product of fractional crystallization of granitic magma deduced by Rayleigh fractionation model(Tsusue et al., 1987). Oxygen isotopic compositions of quartz for Daebo and Bulgugsa granitic rocks range from 9.98 to 10.51‰ and from 8.26 to 9.56‰, respectively. The Daebo granitic rocks enriched in $^{18}0$ suggest that the magma be undergone different partial melting processes from the Bulgugsa ones. Of the Bulgugsa granitoids, Wolaksan and Sokrisan mass have different contents of trace elements and ${\delta}\;^{18}0$ values of the silicate minerals, which indicate that they are not from the identical source of magma. Many mineral deposits are distributed in and/or near the Wolaksan and Muamsa granitic rocks, but a few mineral deposits are found in and near the Chungju and Jecheon granite batholiths. It might be depend on geochemisty of the related igneous rocks which have low contents of Ba, Sr, Co, V, Cr, Ni, Zn and high contents of Nb and Y, and on lithology of country rocks such as cabonate and noncarbonate rocks.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.3
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• pp.229-236
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• 2008

The optimum conditions of second harmonic generation (SHG) can be successfully achieved experimentally using single pass and double pass methods of a pumping beam. The beam has a power of several Watts radiated by a DOFA (Diode Laser Oscillator & Fiber Amplifier) system, which is a high power CW wavelength tunable infrared laser system, in a PPLN (Periodically Poled MgO doped Lithium Niobate) nonlinear crystal. In the case of a single pass method, the parameters are the wavelength of 535 nm for SHG and the output power of 245 mW generated from the pumping input beam with wavelength of 1070 nm and the power of 2.45 W at phase matching temperature of $108.9^{\circ}C$. The conversion efficiency of SHG was 10%. In order to enhance the output of SHG, the double pass method of the SHG system of a PPLN using a concave mirror for the retroreflection and a pair of wedged flat windows for phase compensation was also presented. In this double pass system, we obtained the SHG output beam with the wavelength of 535 nm and the maximum power of 383 mW at optimum phase matching temperature of $108.5^{\circ}C$ by using an incident pumping beam with wavelength of 1070 nm and the power of 2.45 W. The maximum conversion efficiency is 15.6%, which is more than that of the single pass method.

• Tribology and Lubricants
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• v.21 no.5
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• pp.216-220
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• 2005

The sliding wear behaviors of three different compositions of novel low temperature degradation-free zirconia/alumina (LTD-free Z/A) composites were examined in a ceramic-ceramic contact pair. The wear tests were performed by using a pin-on-disk type wear tester in a linear reciprocal sliding motion with a line contact in both dry and bovine serum lubricated conditions at room temperature. From the results of dry sliding wear tests, Z/A#1((5.3Y, 4.6Nb)-TZP/80 $vol\%Al_2O_3$) showed the best wear resistance among three kinds of LTD-free Z/A composites. For the bovine serum lubricated sliding wear tests, wear was too little to be measured for all kinds of Z/A composites. These novel LTD-free Z/A composites having excellent wear resistance demonstrated a potential as the alternative materials for the ceramic-ceramic contact pairs of femoral head and acetabular liner in total hip replacement.