• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2010

$Bi_4Ti_3O_{12}$ ($B_4T_3$) is a unique ferroelectric material that has a relatively high dielectric constant, high Curie temperature, high breakdown strength, and large spontaneous polarization. As a result this material has been widely studied for many applications, including nonvolatile ferroelectric random memories, microelectronic mechanical systems, and nonlinear-optical devices. Several reports have appeared on the use of Mn dopants to improve the electrical properties of $B_4T_3$ thin films. Mn ions have frequently been used for this purpose in thin films and multilayer capacitors in situations where intrinsic oxygen vacancies are the major defects. However, no systematic study of the optical properties of $B_4T_3$ films has appeared to date. Here, we report optical data for these films, determined by spectroscopic ellipsometry (SE). We also report the effects of thermal annealing and Mn doping on the optical properties. The SE data were analyzed using a multilayer model that is consistent with the original sample structure, specifically surface roughness/$B_4T_3$ film/Pt/Ti/$SiO_2$/c-Si). The data are well described by the Tauc-Lorentz dispersion function, which can therefore be used to model the optical properties of these materials. Parameters for reconstructing the dielectric functions of these films are also reported. The SE data show that thermal annealing crystallizes $B_4T_3$ films, as confirmed by the appearance of $B_4T_3$ peaks in X-ray diffraction patterns. The bandgap of $B_4T_3$ red-shifts with increasing Mn concentration. We interpret this as evidence of the existence deep levels generated by the Mn transition-metal d states. These results will be useful in a number of contexts, including more detailed studies of the optical properties of these materials for engineering high-speed devices.

• 센서학회지
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• 제1권2호
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• pp.173-181
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• 1992

RP 반응성 스펏터링으로서 P형 실리콘 웨이퍼위에 $Ta_{2}O_{5}$막을 제조하였다. 시편의 구조 및 조성은 XRD와 AES로 조사하였다. 산소의 혼합비가 10%일 때 C-V 특성으로부터 구한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률은 10-12이었다. AES와 RBS로 측정한 $Ta_{2}O_{5}$막의 Ta : O의 비는 각각 1 : 2와 1 : 2.49로 나타났으며, 산소분위기에서 $700^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정성장이 시작되었다. 산소분위기에서 $1000^{\circ}C$로 열처리한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률값은 20.5였으며, 질소분위기에서 열처리한 경우의 비유전률값은 23으로 나타났다. 이 때 가육방전계(pseudo hexagonal ${\delta}-Ta_{2}O_{5}$)의 결정구조를 나타내었다. 시편의 ${\Delta}V_{FB}$와 누설전류밀도는 산소의 혼합비가 증가함에 따라 감소하였다. 그리고 최대절연파괴전장은 산소가 10% 혼합되었을 때 2.4MV/cm로 나타났다. 이러한 $Ta_{2}O_{5}$막은 수소이온 감지막 및 기억용소자의 게이트 절연막 등에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.822-828
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• 2002

$ZrO_2$ 첨가량 변화에 따른 전기적 특성과 고주파 대용량 세라믹 캐패시터 제조공정 조건을 규명하기 위하여 고주파 대용량 세라믹 캐패시터의 제조 및 전기적 특성에 관하여 연구하였다. 단위 캐패시터는 테이프 캐스팅법으로 제조되었으며, 유전체 및 바인더의 최적조성은 57.5∼60.0: 42.5∼40.0 wt%이다. 슬러리의 점도는 4000∼5000 cps이며, 이 슬러리를 사용하여 제조한 그린 테이프는 뛰어난 캐스팅 상태를 유지하고 있다. 80$^{\circ}C$에서 200 kg/$cm^2$의 성형압으로 성형함으로서 최적의 적층 상태를 얻을 수 있었다. 단위 캐패시터의 전기적 특성, 특히 절연파괴 특성을 증진시키기 위하여 $ZrO_2$를 첨가하였다. $ZrO_2$ 첨가량이 1 wt%에서부터 5 wt%까지 첨가한 경우에는 단위 캐패시터의 유전상수 및 유전손실에 큰 영향을 미치지 못하였다. 또한 유전상수도 10 kHz에서 500 kHz 사이의 주파수 범위에서 큰 변호가 없었다. 내전압은 3 wt%를 첨가한 경우 $CaZrO_3$에 형성 및 입자크기 감소로 인하여 증진됨을 확인할 수 있었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권2호
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• pp.138-142
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• 2000

Thin film $LiNbO_3$MFS (metal-ferroelectric-semiconductor) capacitor showed improved characteristics such as low interface trap density, low interaction with Si substrate, and large remanent polarization. This paper reports ferroelectric $LiNbO_3$thin films grown directly on p-type Si (100) substrates by 13.56 MHz RF magnetron sputtering system for FRAM (ferroelectric random access memory) applications. RTA (rapid thermal anneal) treatment was performed for as-deposited films in an oxygen atmosphere at $600^{\circ}C$ for 60sec. We learned from X-ray diffraction that the RTA treated films were changed from amorphous to poly-crystalline $LiNbO_3$which exhibited (012), (015), (022), and (023) plane. Low temperature film growth and post RTA treatments improved the leakage current of $LiNbO_3$films while keeping other properties almost as same as high substrate temperature grown samples. The leakage current density of $LiNbO_3$films decreased from $10^{-5}$ to $10^{-7}$A/$\textrm{cm}^2$ after RTA treatment. Breakdown electric field of the films exhibited higher than 500 kV/cm. C-V curves showed the clockwise hysteresis which represents ferroelectric switching characteristics. Calculated dielectric constant of thin film $LiNbO_3$illustrated as high as 27.9. From ferroelectric measurement, the remanent polarization and coercive field were achieved as 1.37 $\muC/\textrm{cm}^2$ and 170 kV/cm, respectively.

• 전기학회논문지
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• 제56권9호
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• pp.1561-1565
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• 2007

According to thermal degradation on power transformers, it is known that electrical, mechanical and chemical characteristics for power transformer's oil-paper are changed. In the chemical property, especially, when the kraft paper is aged, the cellulose polymer chains break down into shorter lengths. It causes decrease in both tensile strength and degree of polymerization of paper insulation. Also the paper breakdown is accompanied by an increase in the content of various furanic compounds within the dielectric liquid. It is known that furanic components in transformer oil come only from the decomposition of insulating paper rather than from the oil itself. Therefore the analysis of furanic degradation products provides a complementary technique to dissolved gas analysis for monitoring transformers when we evaluate the aging of insulating paper by the total concentration of carbon monoxide and carbon dioxide dissolved in oil only. Recently, the analysis of furanic compounds by high performance liquid chromatography(HPLC) using IEC 61198 method for estimating degradation of paper insulation in power transformers has been used more conveniently for assessment of oil-paper. It is know that the main products which is produced by aging are 2-furfuryl alcohol, 2-furaldehyde(furfural), 2-furoic acid, 2-acetylfuran, 5-methyl-2-furaldehyde, and 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde. For investigating the accelerated aging process of oil-paper samples we manufactured accelerating aging equipment and we estimated variation of insulations at $140^{\circ}C$ temp. during 500 hours. Typical transformer proportions of copper, silicon steel and iron have been added to oil-paper insulation during the aging process. The oil-paper insulation samples have been measured at intervals of 100 hours. Finally we have analyzed that 2-furoic acid and 2-acetylfuran products of furanic compounds were detected by HPLC, and their concentrations were increased with accelerated aging time.

• 공업화학
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• 제2권3호
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• pp.253-261
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• 1991

폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산을 benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA)와 4, 4'-diamino diphenyl methane (MDA) 혹은 MDA와 3, 3'-dimethyl benzidine (OTB)의 혼합디아민과 용액축중합반응에 의하여 합성하였다. 반응용매로는 m-cresol과 m-cresol/xylene의 혼합용매를 사용하였다. TGA 분석 결과 폴리이미드 필름은 초기분해 온도가 $540^{\circ}C-590^{\circ}C$의 범위로서 내열성이 우수하였다. DSC 분석으로 중합체의 유리전이온도는 $340^{\circ}$ 이상임을 확인하였다. 폴리이미드 필름은 양호한 기계적, 전기적 물성값을 갖는 시료에서 인장강도가 $16Kg/mm^2$ 이상이었고, 절연파괴전압이 200 KV/mm 정도였다. 대체로 MDA 만을 디아민으로 사용한 단일중합체보다 MDA/OTB 공중합체의 물성이 우수하였고, m-cresol에서 합성한 중합체보다 m-cresol/xylene 혼합용매계에서 합성한 중합체의 물성값이 우수하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.43-51
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• 1992

초음파분무를 이웅한 MOCVD법으로 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막을 제조하였다. $300-450^{\circ}C$의 낮은 중착온도에서 페롭스카이트 구조를 가지는 결정화된 박막을 만들 수 있었으며, 출발용액의 조성과 증착온도의 조절에 의해 능면정상 또는 정방정상구조를 가지는 박막의 제조가 가능하였다. p형 실리콘 기판 위에 증착시킨 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막으로 제조한 MOS소자에 대한 1MHz C-V곡선의 퇴적영역에서 구한 유전율은 187이었다. Sawyer-Tower회로를 이용한 P-E 이력특성 조사결과 박막이 강유전특성을 가짐을 확인하였으며, 잔류분극은 $5.5{\mu}C/cm^2$이고 항전력은 65kV/cm이였다. 박막의 비저항은$10^{11}{\Omega}cm$ 정도이며 35kV/cm에서 절연파괴가 일어났다

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1564-1565
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• 2011

고온 초전도(HTS) 변압기는 절연수명의 손실 없이 과부하 용량의 증가와 효율의 향상이 가능하여 기존의 변압기와는 달리 구조물의 소형화로 공간 배치가 용이하고 환경 친화적 이어서 전력시스템 운용 전반에 걸쳐 많은 이점을 제공한다. 하지만, 이러한 이점에도 불구하고 AC전압이 인가되었을 때, 교류손실에 의한 심각한 효율의 감소는 불가피하다. 따라서, HTS 변압기뿐만 아니라 고온초전도전력기기들에 대한 DC전압의 적용은 초전도상에서 전기적 저항이 거의 0이라는 큰 이점을 가지고 있기 때문에 초전도 전력기기 시스템에서 최선의 선택으로 여기어지고 있다. 그러므로 DC고온초전도 전력기기들을 개발하기 위해서는 극저온상에서의 DC 절연 특성과 같은 기초연구들이 선행 되어야 한다. 그러나, 지금까지 이 분야에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현재 초전도 전력기기의 대표적인 절연 매질인 Kraft, Kapton(Polymide)와 Nomax(Type 410)을 가지고 권선대 권선의 형상을 모의하여 DC와 AC의 절연파괴 특성의 차이점을 분석하였다. 실험의 결과로부터, 극저온상에서 각각의 절연매질에 따른 DC와 AC의 절연파괴 특성을 확인할 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제62권10호
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• pp.1408-1412
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• 2013

High power pulse generating technology is to accumulate the energy for relatively long and then to create a strong force by emitting the energy very fast. High power pulse generating technology has recently been using in various fields like environments, industry, research, military and so on. Numerous studies about high power pulse generators have already been performed and commercialized in various conditions. However, in aspect of their size and weight, it is hard to carry the generators which currently have been developed. For these reasons, din nations like America or Russia, the researches have been performed for Ferroelectric Generators(FEG), which have relatively simple structure and are economical. To realize the ferroelectric generator, in this study, we selected the PZTs which have different physical properties respectively, and then shocked them using explosives. The PZT samples with volumes of $0.31{\sim}0.94cm^3$ were depolarized by shocked and produced the waveform that have peak voltages of 4.28 ~ 15kV. The lowest relative permittivity sample generated much higher peak voltage. And sudden voltage drops which seem to be caused by dielectric breakdown were observed in some experiments using low young's modulus samples. Also, increase in thickness led to increase in peak voltage, but the ratio of the voltage rise did not reach the ration of the thickness increase.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.54-60
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• 2008

2002년부터 시행되어오고 있는 제조물 책임법에 의해 사고케이블의 원인분석과 사고패턴에 대한 데이터베이스화가 중요하다. 더욱이 가속열화상태에서 전력케이블 사고의 패턴 및 모의실험은 데이터베이스 시스템 구축에 필요하다. 본 논문에서는 열 열화 따른 22.9[kV]이하 케이블의 열 충격시험을 수행하였다. 이 시험은 IEC60811-3-1에 따른다. 시험결과로부터, 22.9[kV]급 A사 전력케이블은 표면이 변색되었고 길이방향으로 급격하게 감소되었다. 특히, A사 전력케이블의 열 중량 특성이 심하게 변함에 따라, 케이블 제조상의 문제일 것이라 추측된다. 만약 전력케이블의 제조상의 결함에 의한 것이라면, 피해자들은 PL환경 하에 손해배상을 받을 수 있을 것이다.