본 논문은 단위 방사 소자의 이득을 증가시키기 위한 성형 빔 안테나에 관한 것이다. 제안하는 안테나 구조는 크게 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 구조로 구성된다. 광대역에 걸쳐 전자파 전력이 다층 원형 도체 배열로 방사하기 위한 여기 소자로 스택 마이크로스트립 패치 소자가 사용되었으며, 고이득 빔 성형을 위한 지향 소자의 역할을 담당하는 다층 원형 도체 배열 소자들은 여기 소자 위에 주기적으로 유한하게 적층되었다. 제안하는 안테나가 고이득 특성을 얻기 위해서는 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 소자들 간의 효율적인 전력 결합이 이루어져야 하며, 이를 위해 주어진 설계 규격에 따라 여기 소자 및 다층 원형 도체 배열 소자들의 설계 변수들은 함께 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 고이득 성형 빔 안테나는 $9.6{\sim}10.4\;GHz$ 주파수 대역 및 선형 편파 조건하에서 최적화 설계되었으며, 또한 안테나의 다층 원형 도체 배열 소자들을 구현하는 2가지 방법 즉, 얇은 유전체 필름을 이용하는 방법과 유전체 폼을 이용하는 방법들도 제안되었다. 특히, 유전체 필름을 이용하는 안테나에 대해서는 컴퓨터 시뮬레이션 과정을 통해, 원형 도체 배열 소자들의 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 보여주었다. 유전체 필름(Type 1)과 유전체 폼(Type 2)을 이용한 2종류의 안테나 시제품들을 제작하였으며, 얇은 유전체 필름을 이용한 안테나 시제품에 대해선 시뮬레이션 된 전기적 성능 결과와 비교를 위해 원형 도체 배열 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 실험하였다. 측정된 이득 성능은 시뮬레이션 이득 성능과 거의 유사한 결과를 보여주었으며, 원형 도체 적층 수에 따라 안테나 이득 변화는 주기성을 보였다. 10 GHz 중심 주파수에서 측정된 Type 1 안테나의 전기적 성능은 원형 도체 배열을 10개 적층(disk10)하였을 때, 15.65 dBi의 최대 안테나 이득과 11.4 dB 이상의 입력 반사 손실 성능을 보여 주었으며, 다층 원형 도체 배열 구조에 의해 약 5 dB의 이득 향상 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 원형 도체를 12개 적층하였을 때, 외곽 유전체 링 효과에 의해 Type 1 안테나는 Type 2 안테나보다 상대적으로 약 1.35 dB 만큼 이득이 더 높았으며, 각 안테나의 3 dB 빔 폭은 각각 약 $28^{\circ}$와 $36^{\circ}$로 측정되었다.
본 논문에서는 가변형 $Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)$ Pyrochlore 박막을 이용한 고가변형 inter-digital capacitor를 제안하였다. 가장자리 전계 효과를 이용한 가변성의 향상과 DC 전압의 감소를 위해 inter-digital capacitor의 전극이 박막 내부에 삽입되었다. 2.5D simulator를 이용한 설계 결과, 제 안된 구조의 inter-digital capacitor(IDC)가 일반적인 구조의 IDC에 비해 가변성이 10 % 향상되었다. 제안된 IDC는 설계 결과를 바탕으로 실리콘 기판 위에 BZN 박막을 이용하여 제작되었다. BZN 박막은 reactive RF magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었다. 제작된 inter-digital capacitor는 5.8 GHz와 18 V의 DC 인가 전압에서 최대 가변율이 50 %였다.
초음파 분무 MOCVD법에 의한 $(Pb_{0.91}La_{0.09})(Zr_{0.65}Ti_{0.35})O_3$(PLZT) 박막의 제조와 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. Pb의 휘발성을 고려하여 0.2M의 precursor에 Pb를 5 wt%, 10 wt%과잉 첨가하였다. ITO-coated glass 기판 위에 산소분위기에서 30분 동안 증착한 후 in-situ 상태의 RTA (rapid thermal annealing) 방식으로 열처리를 하였다. 단일 perovskite상의 결정화 온도는 $600^{\circ}C$였다. Pb를 10 wt% 과잉 첨가한 박막의 최대 광투과율은 520nm에서 약 84%로 광학적 특성이 우수하였으며, 유전상수는 약 308의 값을 가졌고, 누설전류는 Pb를 0, 5 wt% 과잉 첨가한 PLZT 박막보다 낮은 값을 가졌다.
Ferroelectric Sr$_2$(Nb,Ta)$_2$O$_{7}$ (SNTO) thin films were prepared by chemical solution deposition processes. SNTO thin films were spin-coated on Pt/Ti/SiO$_2$/(100)Si substrates. After multiple coating, dried thin films were heat-treated for decomposition of residual organics and crystallization. B site-rich impurity phase, i.e. [Sr(Nb,Ta)$_2$O$_{6}$], was found after annealing, where its appearance was dependent on process temperature indicating the possible reaction with substrate. Dielectric and other relevant electrical properties were measured and the results showed a little possibility in ferroelectric gate random access memory devices.s.s.
BaTiO$_3$films in pure Ar atmosphere were prepared by RF sputtering method at low substrate temperature(100$^{\circ}C$). The structural and crystallographic properties were studied with deposition conditions and annealing methodes. Deposition rates and structural properties of BaTiO$_3$ thin filles were investigated by the SEM and X-ray diffraction. The chemical composition of BaTiO$_3$ thin films grown on Si(100) wafer was studied by tole EDS and EPHA. The optimised Ar pressure and RF power were 8[mtorr] and 180[W], respectively. The thickness of BaTiO$_3$ thin films deposited at optimised conditions was ∼3400[${\AA}$], and the dielectric constant of the thin films heat-treated at 750[$^{\circ}C$] for 1[hr] was 259.
In this study, PLZT stock solutions were prepared by Sol-Gel processing after the compositions were selected in the memory region of PLZT bulk phase diagram. PLZT solutions were deposited on the ITO glass substrate by spin-coating method. The thin films were annealed by rapid thermal processing. The electric characteristics, hysteresis loop, C-V characteristics of thin films in the memory region were measured in order to investigate the electrical characteristics of PLZT thin films. In selected compositions the decrease in Zr/Ti ratio led to an increase in dielectric constant and the decrease in remanent polarization and coercieve field which brought about slim hysteresis loop.
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.
Sol-gel법으로 제조한 $PbTiO_3$ 세라믹스 박막의 결정화거동, 미세구조 및 유전특성에 있어서 무촉매, 산성촉매 및 염기성촉매가 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 열처리온도에 따른 페로브스카이트로의 상전이는 염기성 촉매를 첨가하였을 때가 가장 빨랐으며, 미세구조의 균일성 및 유전특성은 $HNO_3$ 산성촉매를 사용하였을 때가 가장 우수하였다. 그러나, 촉매에 관계없이 $Si_{(100)}$ \ $SiO_2$ \Pt 기판을 사용하였을 때에는 75$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서 Pb의 휘발이 급격하게 일어나 제 2상의 생성 및 미세구조가 불균일하게 번화함으로써 물성저하를 피할 수 없었다.
[ $BaTi_4O_9$ ]계 유전체 박막을 Si 기판위에 RF Sputtering으로 성장시켜 유전체 박막의 두께 변화에 따른 마이크로파 대역에서 유전체 박막의 유전율 및 유전손실을 측정하였다. 유전체 박막의 두께가 증가함에 따라 유전율은 약간 증가하였으며 마이크로파 대역에서 벌크 유전체와 같은 38의 유전율 값을 얻을 수 있었다. 또한 probe와 상두 전극사이의 접촉 저항을 고려한 값들을 보정함으로서 6GHz의 주파수 대역까지 $BaTi_4O_9$ 박막의 유전손실 값을 안정적으로 측정한 수 있었으며 유전체 박막의 두께가 증가함에 따라 최대 0.0001의 양호한 유전손실 값을 얻을 수 있었다.
SiOC 박막은 산소와 bistrimethylsilylmethane 전구체를 사용하여 CVD방법을 이용하여 만들었다. 유량비에 따라서 유기물, 하이브리드 그리고 무기물 특성의 3가지 특성으로 분류되어지는데 유기물의 특성을 지니는 박막에서 기공이 생성되었다 기공의 생성은 유전상수가 낮아지는 효과가 있으며, 본 연구에서는 기공이 형성되는 유기물 특성의 SiOC 박막내의 기공율을 Maxwell-Garnett 등식을 이용하여 계산하였다. 박막의 기공율은 IR분포에서 blue shift특성을 가지며, 기공율이 증가할수록 유전상수는 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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