• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.307-308
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• 2005

ZnO varistor ceramics were fabricated as a function of the sintering temperature from $1125^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$ with glass-frit 0.03wt% addition. The average grain size was increased from 10.4 ${\mu}m$ to 23.7 ${\mu}m$, and varistor voltage was decreased from 538 V to 329 V with rising of the sintering temperature. The nonlinear coefficient a showed similar value from 75 to 80 and leakage current of all specimens exhibited the result of $1{\mu}A$ at 82% of varistor voltage. But the clamping voltage ratio of the specimens sintered at $1175^{\circ}C$ was 1.37 at 25A [$8/20{\mu}s$]. Also, endurance of surge current and deviation of varistor voltage of sintered specimens at $1175^{\circ}C$ were $6400A/cm^2$, $\Delta$-3.32%, respectively.

• 한국재료학회지
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• 제13권10호
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• pp.645-650
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• 2003

The microstructure and electrical characteristics of $Pr_{6}$ $O_{11}$ -based ZnO varistor ceramics composed of $ZnO-Pr_{6}$ $O_{ 11}$/$-CoO-Cr_2$$O_3$-$Dy_2$$O_3$-based ceramics were investigated with $Dy_2$$O_3$content in the range of 0.0∼2.0 mol%. As $Dy_2$$O_3$content was increased, the average grain size was decreased in the range of 18.6∼4.7 $\mu\textrm{m}$ and the density of the ceramic was decreased in the range of 5.53∼4.34 g/㎤. While, the varistor voltage was increased in the range of 39.4∼436.6 V/mm and the nonlinear exponent was in the range of 4.5∼66.6 with increasing $Dy_2$$O_3$content. The addition of $Dy_2$$O_3$highly enhanced the nonlinear properties of varistors, compared with the varistor without $Dy_2$$O_3$. In particular, the varistor with $Dy_2$$O_3$ content of 0.5 mol% exhibited the highest nonlinearity, in which the nonlinear exponent is 66.6 and the leakage current is 1.2 $\mu\textrm{A}$. The donor concentration and the density of interface states were decreased in the range of $(4.19∼0.33) ${\times}$10^{18}$ //㎤ and $(5.38∼1.74) ${\times}$10^{12}$ $\textrm{cm}^2$, respectively, with increasing $Dy_2$$O_3$content. The minimum dissipation factor of 0.0302 was obtained from 0.5mol% $Dy_2$$O_3$.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.173-180
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• 2004

20-30nm 크기를 갖는 나노 사이즈 ZnO 입자는 염료, 러버 첨가제, 가스 센서, 바리스터, 감광제와 광촉매로서 여러 산업분야에서 사용되고 있다. 반면에 화장품 산업에서는 나노 미터 크기의 ZnO 입자는 UV 차단물질과 자연스러운 메이크업 효과를 증진시키는 소재로서 사용되고 있다. 그러나 순수 ZnO 입자는 화장품에 적용했을 때 사용감 악화로 인해 그 사용량이 제한되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 사용감은 판상 분체의 특성을 갖으면서 ZnO 본연의 특성을 유지하는 분체를 합성하기 위해 화장품 산업에서 널리 사용되고 있는 세리사이트, 보론나이트라이드, 비스무스옥시클로라이드와 같은 판상분체에 나노 사이느 ZnO가 코팅된 고기능성 무기복합분체를 하였다. 본 논문에서는 열수침전법에 의해 무기복합분체를 합성하였다. Zn원으로서 ZnCl$_2$가 사용되었고 침전제로는 hexamethylenetetramine(HMT)과 urea를 사용하였다. 실험변수로서 출발물질의 농도, 침전제의 종류, 핵생성제의 농도, 반응온도와 반응시간을 변화시켜 실험하였다. 합성된 무기복합분체의 형태, 결정상 변화, 열특성, UV-차단효과를 관찰하기 위해 각각 FE-SEM, XRD, FT-IR, TGA-DTA, In vitro SPF 테스터 기기를 이용하여 확인하였다. 합성된 무기복합분체를 메이크업 제품에 적용시켜 사용감 테스트하였다. 본 실험 결과 판상분체의 종류에 상관없이 일정한 합성조건 범위에서 나노크기 ZnO 입자가 균일하게 코팅되었다. 코팅된 판상분체를 프레스트 파우더제품에 적용시켜 사용자 테스트한 결과 판상분체 특유의 광택은 현저히 감소되는 반면 자연스러운 화장 연출, 사용감 개선 및 부착력 향상 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권10호
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• pp.586-591
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• 2019

This study describes the doping effect of $Yb_2O_3$ on microstructure, electrical and dielectric properties of $ZnO-V_2O_5-MnO_2-Nb_2O_5$ (ZVMN) ceramic semiconductors sintered at a temperature as low as $900^{\circ}C$. As the doping content of $Yb_2O_3$ increases, the ceramic density slightly increases from 5.50 to $5.54g/cm^3$; also, the average ZnO grain size is in the range of $5.3-5.6{\mu}m$. The switching voltage increases from 4,874 to 5,494 V/cm when the doping content of $Yb_2O_3$ is less than 0.1 mol%, whereas further doping decreases this value. The ZVMN ceramic semiconductors doped with 0.1 mol% $Yb_2O_3$ reveal an excellent nonohmic coefficient as high as 70. The donor density of ZnO gain increases in the range of $2.46-7.41{\times}10^{17}cm^{-3}$ with increasing doping content of $Yb_2O_3$ and the potential barrier height and surface state density at the grain boundaries exhibits a maximum value (1.25 eV) at 0.1 mol%. The dielectric constant (at 1 kHz) decreases from 592.7 to 501.4 until the doping content of $Yb_2O_3$ reaches 0.1 mol%, whereas further doping increases it. The value of $tan{\delta}$ increases from 0.209 to 0.268 with the doping content of $Yb_2O_3$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1158-1161
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• 2004

This paper presents structural characteristics of station class lightning arresters and electrical characteristics of manufactured ZnO varistor blocks which are usable in those arresters. Three types of station class lightning arresters were investigated and those are a ceramic arrester, a FRP tube type polymer arrester, and a FRP rod type polymer arrester. Each arrester has merits and demerits with structural characteristics. In general, polymer arresters were made of silicon rubber for housing materials, FRP tube or rod for mechanical strength, ZnO blocks for electrical characteristics, and metal parts for electrical contact and the silicon rubber, the housing materials, was directly injected to the arrester module which was assembly composed of electrodes, ZnO blocks and FRP tube or rod, and to prevent the nonlinear electric fields distribution on upper parts of arresters, the grade ring was adopted to the upper electrodes. The reference voltage, nonlinear coefficient, residual voltage, and voltage ratio of manufactured ZnO varistors are 4.90kV, 50, 9.54kV, 1.94, respectively. Compared to designed electrical characteristics, the reference voltage was low for 600v and the voltage ratio was slightly high. However, the characteristics of discharge withstand was so excellent that the mechanical destruction does not occur at the impulse current of $8/20{\mu}s$ 10kA for 100 times.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.336-337
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• 2005

ZnO varistor ceramics were fabricated as a function of the amount of $Y_2O_3$ addition and sintered at $1250^{\circ}C$ for 2 hour. The average grain size was decreased from 14.2 ${\mu}m$ to 8.3 ${\mu}m$ with the amount of $Y_2O_3$ addition, and varistor voltage was increased from 433 V to 563 V with $Y_2O_3$ addition. Nonlinear coefficient a of all specimens were increased with the amount of $Y_2O_3$ more than 67, in case of $Y_2O_3$ 0.01wt% addition showed the excellent results of 87. And leakage current was less than $1{\mu}A$ at 82% of varistor voltage. The clamping voltage ratio of the specimens added 0.01wt% $Y_2O_3$ was 1.41 at 25A [8/20${\mu}s$]. At the specimen 0.01wt% $Y_2O_3$ addition. endurance of surge current and deviation of varistor voltage were 5700A/$cm^2$ and $\Delta$-2.86%, respectively.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.67-69
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• 2004

ZnO varistor ceramics which were fabricated with variation of added of 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.1mol% $Nb_2O_5$ sintered at $1150^{\circ}C$. In the specimen added 0.05mol% $Nb_2O_5$, sintered density was $5.87g/cm^3$ and electrical properties were superior to any other components. The nonlinear coefficient was 75, and clamping voltage ratio was 1.40. And, endurance surge current in the specimen added 0.05mol% $Nb_2O_5$ was $6500A/cm^2$, and deviation of varistor voltage was -1.7%. As P.C.T and T.C.T environment test were succeed in all specimens, and deviation of varistor voltage in the specimen added 0.3mol% $Nb_2O_5$ was -0.81%. All specimens showed a good leakage current property in the High Temperature Continuous Load Test for 1000hr, at $85^{\circ}C$, and variation rate of the varistor voltage was -1.71%.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.3-12
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• 1996

본 연구에서는 화재 감지 회로 등에 사용되는 ZnO 바리스터의 제조과정중 냉각 속도가 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 조사한 것이다. 냉각 속도의 변화에 따른 시편의 미세구조, 전압-전류 특성, 복합임피던스 측정을 하였다. 냉각 속도 $200^{\circ}$/h에서 비오옴계수나 바리스터 동작 전압의 최대치를 나타내었다. 이것은 냉각과정 중 형성된 결정입계에 성질에 의존됨을 알았다. 복합임피던스는 100Hz-13MHz의 주파수 범위에서 측정하였으며, 반원의 특성을 검토한 결과 결정립이나 결정입계의 저항이 냉각 속도에 크게 의존되고 있음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.281-285
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• 1998

The microstructure and conduction characteristics of ZnO varistor fabricated in the range of 0.0 ~ 4.0mol% $Y_20_3$ were investigated. With increasing$Y_20_3$ content, distribution of spinel phase decreased, whereas Y-rich phase segregated to the nodal point increased, as a result, the average grain size decreased in the range of $20.0 ~ 4.8{\mu}m$. $Y_20_3$ content showing relatively good conduction characteristics was l.Omol%, then nonlinear exponent and leakage current was 55.3, 0.66mA.respectively.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.54.2-54.2
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• 2010

최근까지는 주로 비정질 실리콘이 디스플레이의 채널층으로 상용화 되어왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 구조적인 문제인 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide의 경우, band gap이 3.4eV로써, transparent conductors, varistors, surface acoustic waves, gas sensors, piezoelectric transducers 그리고 UV detectors 등의 많은 응용에 쓰이고 있다. 또한, a-Si TFTs에 비해 ZnO-based TFTs의 경우 우수한 소자 성능과 신뢰성을 나타내며, 대면적 제조시 우수한 균일성 및 낮은 생산비용이 장점이다. 그러나 ZnO-baesd TFTs의 경우 일정한 bias 아래에서 threshold voltage가 이동하는 문제점이 displays의 소자로 적용하는데 매우 중요하고 문제점으로 여겨진다. 특히 gate insulator와 channel layer사이의 interface에서의 defect에 의한 charge trapping이 이러한 문제점들을 야기한다고 보고되어진다. 본 연구에서는 Zinc Oxide 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 또한, $Si_3N_4$ 기판 위에 electron cyclotron resonance (ECR) $O_2$ plasma 처리와 plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)를 통하여 $SiO_2$ 를 10nm 증착을 하여 interface의 개선을 시도하였다. 그리고 TFTs 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가를 하였고, 소자의 field effect mobility의 값이 향상을 하였다. 또한 Temperature, Bias Temperature stability의 조건에서 안정성을 평가를 하였다. 이러한 interface treatment는 안정성의 향상을 시킴으로써 대면적 디스플레의 적용에 비정질 실리콘을 대체할 유력한 물질이라고 생각된다.