• 제목/요약/키워드: Zr-$TiO_2$

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$RuO_2$ 및 Pt 기판에서 $PbTiO_3$박막의 화학기상 증착특성에 관한 연구 (Deposition Characteristics of Lead Titanate Films on $RuO_2$ and Pt Substrates Fabricated by Chemical Vapor Deposition)

  • 정수옥;이원종
    • 한국재료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.282-289
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    • 2000
  • 전자싸이클로트론공명-플라즈마 화학기상증착법으로 $PbTiO_3$박막을 증착하였다. $RuO_2$ 기판과 Pt 기판 위에 금속유기화합물 원료기체 유량 및 증착온도에 따라서 $PbTiO_3$박막의 증착특성을 연구하였다. $RuO_2$ 기판 위에서 Pt 기판에 비하여 Pb-oxide 분자의 잔류시간이 상대적으로 크고, 페로브스카이트 핵생성 밀도는 상대적으로 작으며, 단일한 페로브스카이트 상의 $PbTiO_3$ 박막을 얻을 수 있는 공정범위가 Pt 기판보다 좁았다. $PbTiO_3$ 박막 증착 전 Ti-oxide 씨앗층을 도입함으로써 $RuO_2$ 기판에서도 페로브스카이트 핵생성 밀도를 증가시켜 단일한 페로브스카이트 박막을 얻을 수 있는 공정범위가 확장되었다. $PbTiO_3$에서 Ti 성분을 Zr으로 일부 대체시킨 $Pb(Zr,Ti)O_3\;(PZT)$ 박막의 경우에도 Ti-oxide 씨앗층을 도입함으로써 넓은 공정범위에서 단일한 페로브스카이트 PZT 박막을 $RuO_2$기판 위에서도 제조할 수 있었다.

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Dielectric and Piezoelectric Properties of "Lead-free" Piezoelectric Rhombohedral Ba(Ti0.92Zr0.08)O3 Single Crystals

  • Lee, Jong-Yeb;Oh, Hyun-Taek;Lee, Ho-Yong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.171-177
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    • 2016
  • Rhombohedral $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals are fabricated using the cost-effective solid-state single crystal growth (SSCG) method; their dielectric and piezoelectric properties are also characterized. Measurements show that (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals have an electromechanical coupling factor ($k_{33}$) higher than 0.85, piezoelectric charge constant ($d_{33}$) of about 950 [pC/N], and piezoelectric voltage constant ($g_{33}$) higher than 40 [${\times}10^{-3}Vm/N$]. Especially the $d_{33}$ of (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals was by about six times higher than that of their ceramics. Because their electromechanical coupling factor ($k_{33}$) and piezoelectric voltage constant ($d_{33}$, $g_{33}$) are higher than those of soft PZT ceramics, it is expected that rhombohedral (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals can be used as "lead-free" piezoelectric materials in many piezoelectric applications such as actuator, sensor, and transducer.

($\textrm{Zr}_{0.8}\textrm{Sn}_{0.2}$)$\textrm{TiO}_{4}$ 세라믹스의 마이크로파 유전특성에 미치는 ($\textrm{B}_{2}\textrm{O}_{3}$.$\textrm{Li}_{2}\textrm{O}$)의 영향 (Effect of ($\textrm{B}_{2}\textrm{O}_{3}$.$\textrm{Li}_{2}\textrm{O}$) on the Microwave Dielectric Properties of the ($\textrm{Zr}_{0.8}\textrm{Sn}_{0.2}$)$\textrm{TiO}_{4}$ Ceramics)

  • 안일석;윤기현;김응수
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.1041-1046
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    • 1999
  • (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)$TiO_4$세라믹스와 소결조제로서 ($B_2$$O_3$.Li$_2$O)의 첨가에 따른 마이크로파 유전특성 및 미세구조에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 1.0 mol.% $Sb_2$O(sub)5를 첨가하고 130$0^{\circ}C$에서 5시간 소결한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)$TiO_4$세라믹스의 경우 ($B_2$$O_3$.Li$_2$O)첨가량 증가에 따라 치밀화 및 결정립 성장에 의해 유전상수와 Q.f값은 증가하여 첨가량이 0.35wt.%에서 최대값인 38과 59,000을 각각 나타내었으며, 0.50wt.% 이상 첨가한 경우에서는 제 2상의 생성으로 인하여 감소하였다. 1.0 mol% Sb$_2$O(sub)5와 0.35wt.% ($B_2$$O_3$.$Li_2$O)를 첨가한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)TiO$_4$세라믹스를 125$0^{\circ}C$와 135$0^{\circ}C$에서 5시간 소결한 경우에는 각각 미반응 TiO$_2$의 존재와 과대입자성장에 의한 결정립내기공의 생성으로 인하여 마이크로파 유전특성은 저하되었다.

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$ZrO_2/NiTi$ 접합부 반응조직에 따른 꺽임강도 및 파괴거동 변화 (The Variation of Fracture Strength and Modes in $ZrO_2/NiTi$ Bond by Changing Reaction Layer)

  • 김영정
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.1197-1201
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    • 1994
  • The fracture strength and fracture modes were studied in 3Y-TZP/NiNi bonding which change their interfacial structure with bonding condition. Average 4-point bending strength of 200 MPa to 400 MPa were achieved. The formation of Ti-oxide phase at the interface critically influenced the bonding strength and fracture mode. The fracture surface of Ti-oxide free interface contained multiphase in some case including ZrO2. From the result it was confirmed that in order to maximize the bonding strength crack deflection from interface to ceramic was required.

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Atmosphere Effects in Low Temperature Pyrolysis of Chemical Solution Derived Pb(Zr, Ti) O3 Films

  • Hwang, Kyu-Seog;Lee, Hyung-Min;Kim, Byung-Hoon
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권3호
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    • pp.199-203
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    • 1998
  • $Pb(Zr, Ti)O_3$ (Pb:Zr:Ti=1:0.52:0.48) thin films were prepared on single crystal MgO(100) substrates by dipping-pyrolysis process using a solution of constituent metal naphthenates as starting materials. The solution was spin-coated onto substrate and the precursor films were pyrolyzed at $200^{\circ}C$ in air or at $200^{\circ}C$ in argon for 1, 2, 5 and 24h, followed by final heat treatment at $750^{\circ}C$. For all the films, highly (h00)/(00l)-oriented Pb$Pb(Zr, Ti)O_3$ thin films with smooth surfaces and crack-free were obtained, whereas thin film pyrolyzed in air for 24 h exhibited polycrystalline character. According to the pole-figure analysis, epitaxy of the product films was found to depend on pyrolysis atmosphere.

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Zr이 첨가된 $({Ba_{1-x}},{Sr_x})TiO_3$ 박막의 미세구조와 전기적 성질 (Microstructures and Electrical Properties of Zr Modified $({Ba_{1-x}},{Sr_x})TiO_3$ Thin Films)

  • 박상식
    • 한국재료학회지
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    • 제10권9호
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    • pp.607-611
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    • 2000
  • 고밀도 DRAM에서 박막 커패시터로의 적용을 위해 Zr이 첨가된 (Ba(sub)1-x, Sr(sub)x)TiO$_3$<원문차조> 박막이 r.f. magnetron sputter-ing 법에 의해 제조되었다. 증착된 박막들은 다결정질 구조를 보였으며 증착압력이 감소함에따라 Zr/Ti의 비가 현저히 증가하였으며 본 연구에서는 얻어진 박막들은 100kHz에서 380∼525의 유전상수값을 나타냈다. 전압에 따른 커패시턴스와 분극량의 변화는 이력특성을 크게 보이지 않아 상유전상으로 형성되었음을 보였다. 누설전류밀도는 증착압력이 감소함에 따라 작아지는 경향을 보였고 10mTorr이상에서 증착된 박막의 경우 200kV/cm의 전계에서 10(sup)-7∼10(sup)-8A/$\textrm{cm}^2$의 차수를 갖는 누설전류밀도를 보여 본 연구에서 제조된 (Ba(sub)1-x, Sr(sub)x)(Ti(sub)1-x, Zr(sub)x)O$_3$<원문참조>박막은 고밀도 DRAm을 위한 커패시터에의 적용가능성을 보였다.

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Pt/Bi3.25La0.75Ti3O12/ZrO2/Si (MFIS)-FET 구조를 위한 ZrO2 Buffer Layer의 영향 (Effect of ZrO2 Buffer Layers for Pt/Bi3.25La0.75Ti3O12/ZrO2/Si (MFIS)-FET Structures)

  • 김경태;김창일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.439-444
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    • 2005
  • We investigated the structural and electrical properties of BLT films grown on Si covered with $ZrO_{2}$ buffer layer. The BLT thin film and $ZrO_{2}$ buffer layer were fabricated using a metalorganic decomposition method. The electrical properties of the MFIS structure were investigated by varying thickness of the $ZrO_{2}$ layer. AES and TEM show no interdiffusion and reaction that suppressed using the $ZrO_{2}$ film as a buffer layer The width of the memory window in the C-V curves for the MFIS structure decreased with increasing thickness of the $ZrO_{2}$ layer. It is considered that the memory window width of MFIS is not affected by remanent polarization. Leakage current density decreased by about four orders of magnitude after using $ZrO_{2}$ buffer layer. The results show that the $ZrO_{2}$ buffer layers are prospective candidates for applications in MFIS-FET memory devices.

압전 MEMS 진동에너지 수집소자를 위한 졸겔 공법기반의 Pb(ZrTi)O3 박막의 특성 분석 및 평가 (Characterization of Sol-gel Coated Pb(ZrTi)O3 Thin film for Piezoelectric Vibration MEMS Energy Harvester)

  • 박종철;박재영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1240_1241
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    • 2009
  • In this paper, sol-gel-spin coated $Pb(ZrTi)O_3$ thin film with $ZrO_2$ buffer-layer and $PbTiO_3$ seed-layer was investigated for vibration MEMS energy harvester to scavenge power from ambient vibration via d33 piezoelectric mode. Piezoelectric thin film deposition techniques on insulating layer is the important key for $d_{33}$ mode of piezoelectric vibration energy harvester. $ZrO_2$ buff-layer was utilized as an insulating layer. $PbTIO_3$ seed-layer was applied as an inter-layer between PZT and $ZrO_2$ layer to improve the crystalline of PZT thin film. The fabricated PZT thin film had a remanent polarization of 5.3uC/$cm^2$ and the coercive field of 60kV/cm. The fabricated energy harvester using PZT thin film with PTO seed-layer generated 1.1uW of electrical power to $2.2M{\Omega}$ of load with $4.4V_{pvp}$ from vibration of 0.39g at 528Hz.

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Ni-K2TixOy 촉매를 이용한 해조류 유래 수열 액화 원료의 수증기 개질 반응 연구 (Steam Reforming of Hydrothermal Liquefaction Liquid from Macro Algae over Ni-K2TixOy Catalysts)

  • 박용범;임한권;우희철
    • 청정기술
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    • 제23권1호
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    • pp.104-112
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    • 2017
  • 해조류로부터 수열 액화 반응을 통해 생성된 원료를 이용하여 수소가스를 생산하기 위해 개질 반응용 상용화 촉매와 $K_2Ti_xO_y$가 첨가된 니켈(Ni) 제조 촉매를 사용하여 반응온도에 따른 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료는 해조류 바이오매스를 503 K의 반응온도에서 2시간 동안 수열 액화를 통해 생성된 액화 원료를 사용하였으며, 상용화 촉매(FCR-4-02)와 제조 촉매($Ni/K_2Ti_xO_y-Al_2O_3$, $Ni/K_2Ti_xO_y-SiO_2$, $Ni/K_2Ti_xO_y-ZrO_2/CeO_2$, Ni/$K_2Ti_xO_y$-MgO) 및 반응온도에 따른 수증기 개질 반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험결과 제조 촉매 4종 모두 상용화 촉매와 비교하여 반응활성이 높게 나타나는 것이 확인되었으며, 제조 촉매의 지지체에 따라 생성되는 가스의 조성이 달라지는 것이 확인되었다. 특히, 산성이나 염기성을 띄는 $Al_2O_3$와 MgO의 지지체와 중성을 띄는 $SiO_2$의 지지체에서는 CO가 선택적으로 높게 생성이 되었으며 환원성을 띄는 $CeO_2$를 포함하는 지지체에서는 수성가스 전환 반응이 일어나 $CO_2$가 높게 생성됨을 보였다.

대변위용 액츄에이터 응용을 위한 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ 세라믹스에서의 유전 및 압전 특성 (Dielectric and Piezoelectric Properties of $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ Ceramics for Actuator Applications)

  • 김창일;임은경;백종후;임종인;이영진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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    • pp.228-229
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초음파 모터 등의 고출력 액츄에이터에 응용 가능한 $04Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ 조성시스템에 소결온도를 달리하여 압전, 유전특성 및 미세구조에 관해 고찰하였다. 본 조성을 $1200^{\circ}C$ 온도에서 2, 4, 6, 8시간 소결하여 시편을 제조하였으며 이의 결정구조 및 미세조직을 분석하였다. 소결시간 증가에 따라 전기기계결합계수와 기계적품질계수는 증가하였으며, 압전상수는 Zr(Zr+Ti)비 0.390까지 증가하였으나 그 이상 증가함에 따라 감소하였다. 압전특성은 $1200^{\circ}C$에서 4시간 소결한 Zr=0.390인 조성에서 ${\varepsilon}_r$ = 4487, $k_p$ = 0.72. $d_{33}$ = 710, $Q_m$ =109의 우수한 특성을 나타내었다.

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