• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.277-277
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• 2007

$(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 물질은 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타낸다. 따라서 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 현재까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절 결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 중착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성 (random orientation)을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법 (sputtering deposition method), PLD법 (pulsed laser deposition method) 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟 (target)의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3$, $TiO_2$ and $La_2O_3$ 분말을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 Bi양을 변화시키며 타겟을 제조 하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pallet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 표면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. Bi양이 3.28몰 첨가된 조성에서 최대의 잔류분극 (2Pr) 값을 얻었고, 이때의 값은 약 $18{\mu}C/cm^2$ 정도였다. 최적화된 조성 ($Bi_{3.28}La_{0.75}Ti_3O_{12}$)으로 BLT 타겟을 제조하여 PLD법으로 박막을 제조하였다. 박막 제조 시 압력은 $1{\times}10^{-1}\;{\sim}\;1{\times}10^{-4}\;Torr$ 범위에서 변화시켰다. $1{\times}10^{-1}\;Torr$ 압력을 제외하고는 모든 압력에서 BLT 박막이 증착되었다. 중착된 박막을 $650\;{\sim}\;800^{\circ}C$에서 30분간 열처리를 실시하고 전기적 특성을 평가한 결과, $1{\times}10^{-2}\;Torr$에서 증착한 박막에서 양호한 P-V (polarization-voltage) 이력곡선을 얻을 수 있었고, 이때의 잔류분극 (2Pr) 값은 약 $6\;{\mu}C/cm^2$ 이었다. 주사전자현미경 (SEM)을 이용하여 BLT 박막 표면의 미세구조도 관찰하였는데, 스핀코팅 법으로 증착한 경우에 관찰되었던 조대화된 입자들은 관찰되지 않았고, 상당히 양호한 입자 크기 균일도를 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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• pp.157-160
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• 2004

Ferroelectric $(Ba_xSr_{1-x})TiO_3$ (BST) thin films have been deposited on (001) MgO single crystals by a pulsed laser deposition (PLD) method. The structure of deposited BST thin films were investigated by an x-ray diffractometer. Calculated c-axis lattice parameters of the BST films exhibit a strong lattice distortion, which was not observed in ceramic BST at room temperature. This lattice distortion of BST has been attributed to strains caused by lattice constant difference between film and substrate, oxygen vacancies in BST film, and thermal expansion difference between film and substrate. Ferroelectric properties at 10 GHz have been measured using a HP 8510C vector network analyzer. Dielectric properties, capacitance tunability and quality factor, of the interdigitaed capacitors fabricated on BST films were calculated from the measured s-parameters. Two distinct behaviors in structural, opitical, and microwave properties of BST films were observed; below and above 200 mTorr of oxygen pressure in the deposition chmber.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1241-1245
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• 2004

Continuous physical vapor deposition (PVD) method is one of many processes to fabricate long length coated conductor which is required for successful large-scale application of superconducting power devices. Three film deposition systems (pulsed laser deposition, sputtering, and evaporation) equipped with reel-to-reel(R2R) metal tape moving apparatus were installed and used to deposit multi-layer oxide thin films. Both RABiTS and IBAD texture templates are used. IBAD template consists of CeO$_2$(PLD)/YSZ(IBAD) on stainless steel(SS) metal tape, and RABiTS template has the structure of CeO$_2$/YSZ/Y$_2$O$_3$ which was continuously deposited on Ni-alloy tape using R$_2$R evaporation and DC reactive sputtering in a deposition system designed to do both processes. 0.4 m-long coated conductor with Ic(77 K) of 34 A/cm was fabricated using RABiTS template. 0.5 m and 1.1 m-long coated conductor with Ic(77 K) of 41 A/cm and 26 A/cm were fabricated using IBAD template.

• 한국진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-179
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• 2006

Pulsed laser deposition 방법으로 증착한 $PbZr_{0.3}Ti_{0.7}O_{3}$ (PZT)박막의 구조적, 전기적 성질에 대한 연구를 하였다. PZT 박막은 $LaAlO_3$ 기판위에 동일한 조건으로 증착된 $LaMnO_3$ (LMO) 산화물을 하부 전극으로 하여 증착시간을 변화시키며 증착하였다. High-resolution x-ray diffraction 결과를 통해 LMO 하부 전극과 PZT 박막이 방향성 있게 자란 것을 확인할 수 있었고 박막의 두께는 field-emission scanning electron microscope을 통하여 측정할 수 있었다. 또한 우리는 atomic force microscopy을 이용하여 박막의 표면 거칠기를 구하였고 국소적인 범위의 전기적 특성은 piezoelectric force microscopy 모드를 이용하여 측정하였다. 그 결과 PZT/LMO 구조는 나노 스토리지의 미디어로 쓰이기 위해 필요한 성질들을 갖추었음을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권7호
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• pp.647-647
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• 1998

비대칭적인 전극 구조를 가지는 Pb(Zr,Ti)$O_3$(PZT) 박막의 비대칭적인 스위칭 특성을 연구하기 위해 Pulsed Laser Deposituin(PLD)방법으로 $LaAlO_3$ 기판 위에 (La,Sr)$CoO_3$/Pb(Zr,Ti)$O_3$/(La,Sr)$CoO_3$(LSCO) 다층구조를 성장시켰다. PZT 박막 캐시터의 전극이 모두 같은 조성일 때, 즉 $(La_0.5Sr_0.5)CoO_3$(LSCO)일 때 PZT 박막의 이력곡선은 대칭성을 보여주고 있다. 그러나 산화물 전극의 조성이 변할 때 PZT 박막 캐패시터는 비대칭성을 보여주고 있다. $LaCoO_3(LCO)$를 상층 전극, $La_0.5,Sr_0.5)CoO_3$(LSCO)를 하층 전극으로 사용하였을 때 이력 곡선은 음의 방향으로 분극된 상태가 불안정 하여 음의 잔류 분극의 완화 현상을 보여준다. 반면 상층 전극이 LSCO, 하층 전극이 LCO인 PZT 박막 캐패시터는 양의 방향의 분극 상태가 불안정하여 양의 잔류 분극이 완화현상을 보여준다. 이러한 이력 곡선의 완화 현상은 LCO/PZT 계면에서의 전자 밴드 구조의 변형에 의한 내부 전계의 형성 때문이라 생각할 수 있다. 내부 전계는 LCO/PZT와 LSCO/PZT 계면에서의 전자 밴드 구조의 변형에 의한 내부 전계의 형성 때문이라 생각할 수 있다.내부 전계는 LCO/PZT 계면에서의 인가된 전압 강하 차이에 의해 발생되며 전압 강하는 각각의 계면에서 0.6V와 -0.12V의 크기를 갖는다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1852-1854
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• 1999

In order to enhance satellite communication system performance, filters are required with the characteristics of sharp skirt, low insertion loss, and high power handling capability. But the performance of microwave passive filters is significantly declined by the conduction losses, especially in case of planar structures using film conductors. By using high temperature superconducting(HTS) film material as the conductor, higher performance could be expected. We have designed and developed narrow bandpass filters using haripin-type superconducting microstrip line for satellite communication. High quality superconducting YBCO thin films have been grown on MgO substrates by pulsed laser deposition(PLD) The deposited YBCO films were patterned by conventional wet-etching process. The transition temperatures of these films had shown 86 - 89 K. The film thicknesses were about 500 nm. Experimental results are presented for the insertion loss and return loss of the filter at 60 K.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권2호
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• pp.90-96
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• 2011

We investigated the properties of artificial pinning centers of YBCO multilayer films in which $Y_2O_3$ and ZnO nanoparticles are uniformly introduced by using the pulsed laser deposition (PLD) technique. $Y_2O_3$ and ZnO nanoparticles were deposited on top of YBCO buffer layer and the density of nanoparticles was controlled by varying the number of nanoparticle layers. YBCO superconducting layers with total thickness of 250 nm were deposited on top of $Y_2O_3$ and ZnO nanoparticles. Based on analyses of the surface morphology, the transition temperature $T_c$, and the critical current density $J_c$, we discussed the difference between the two kinds of nanoparticles as flux pinning centers.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.87-90
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• 1999

We have studied the annealing effects of 570 (SrTiO$_3$) single crystal substrate and the I-V properties of step-edge junctions after Ar ion milling. YBa$_2Cu_3O_7$ (YBCO) thin films are fabricated on the substrates by using pulsed laser deposition (PLD) and photolithography. The surface of Ar ion milled substrate was characterized with atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM) images. After the substrate was damaged by milling, the critical current density of YBCO thin films deposited on the substrate was lowered. The annealing of the damaged substrate at about 1000 $^{\circ}C$ recovered the critical current density to that before the milling. Futhermore the annealing helped junction formation due to high quality film and increased the yield rate for the fabrication of high quality step-edge junction.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.86-86
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• 1999

본 연구에서는 마이크로파 유전체 소자로서의 응용 및 절연 산화막으로의 응용을 위해 마이크로파 유전체 세라믹으로 사용되어 온 MgTiO3 물질을 펄스 레이저로 박막을 제조하였다. MgTiO3 는 주로 고주파에서 높은 유전율을 갖고 높은 품질계수 (22.000 at 5 GHz) 혹은 낮은 유전손실을 갖으며 유전특성의 온도 안정성이 우수하여 유전체 세라믹 재료로 응용된다. MgTiO3 박막의 성장은 KrF(파장:248nm) 엑시머 레이저를 이용했으며 공정조건으로 박막의 성장온도는 500-75$0^{\circ}C$, 산소 압력은 10-5-200mTorr, 성장 후 냉각시 산소분위기는 200Torr, 레이저 에너지 밀도는 1.5-5J/cm2 등의 조건으로 박막을 성장하였다. MgTiO3 박막을 여러 가지 기판, 즉 Al2O3(r-plane), Si, Pt 위에 성장시켰으며 기판에 따라 에픽텍셜 혹은 다결정 상태를 갖는 ilmenite 구조로 성장되었다. PLD(Pulsed laser deposition)법에 의해 형성된 MgTiO3 박막을 보면, 우선 Al2O3(r-plane) 기판위에 성장된 경우 $700^{\circ}C$에서 에픽텍셜하게 성장하였으며, Si 기판 위에 성장된 경우 $650^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선 배향된 단일상의 ilmenite 구조가 형성된다. Ptdnl에 성장된 경우 $600^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선배향성을 가지며 $650^{\circ}C$에서 결정의 안정화를 이루었으나, MgTiO3 박막은 전기적 특성으로 유전특성 및 유전분산 특성 등이 측정 분석되어 MgTiO3 박막의 고주파 유전체로의 응용에 관한 가능성을 토의하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.140-142
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• 2003

ZnO thin films are demanded for device applications, so ZnO buffer layer was used to improve for good properties of ZnO thin film. In this study, the structural, electrical and optical properties of ZnO thin films deposited with various buffer thickness was investigated by X-ray diffraction (XRD), Hall measurements, Photoluminescence(PL). ZnO buffer layer and ZnO thin films on sapphire($Al_{2}O_{3}$) substrate have been deposited $200^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$ respectively by pulsed laser deposition. It is observed the variety of lattice constant of ZnO thin film by (101) peak position shift with various buffer thickness. It is founded that ZnO thin film with buffer thickness of 20 nm was larger resistivity of 200 factor and UV/visible of 2.5 factor than that of ZnO thin films without buffer layer. ZnO thin films with buffer thickness of 20 nm have shown the most properties.