• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.577-582
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• 2020

발전소에서 생산된 전기는 여러 단계의 변전과정을 거쳐 소비자에게 전달된다. 이 때 각 소비자에게 적합한 전압으로 송전하기 위해 초기 송전단계 및 산업단지 및 공장과 같은 고전압이 필요한 경우에 사용되는 초고압변압기는 권선 단부에서 고압의 불평등 전계가 형성되어 절연파괴의 위험을 내재하고 있다. 초고압변압기는 전압의 승압과 강압을 위해 권선, 철심이 가장 중요한 부품이다. 특히 권선의 경우 전압이 직접 인가되면서 전압의 크기를 변환하는데 핵심적인 역할을 한다. 이때 권선 단부는 그 형상에 의해 불평등 전계가 형성되고 특히 권선의 모서리에 높은 전계 스트레스가 발생한다. 이러한 불평등 전계에 의한 권선 단부의 전기적 응력을 분산하기 위하여 정전링을 사용하는데 이 정전링은 권선 상·하단 단부에 설치된다. 이러한 정전링을 설계하기 위해서는 다양한 변수를 고려하여야 하지만 그 중 정전링 곡률, 정전링 표면의 절연지 두께, 권선과 권선사이에 설치되는 배리어 수, 배리어 두께가 정전링에 발생되는 전계 스트레스에 어떠한 영향을 미치는지 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 확인하였고 그 결과를 통해 정전링 설계 시 고려해야 할 사항을 제안하였다.

• 센서학회지
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• 제4권3호
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• pp.80-88
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• 1995

본 논문에서는 Al 및 TiW 금속을 상하층 전극으로 사용하고 이들 금속사이에 절연물이 존재하는 금속-절연물-금속(metal-insulator- metal : MIM) 구조의 안티휴즈 소자를 만들고 금속층간 절연물의 성질에 따른 안티휴즈 특성에 대하여 연구하였다. 금속층간 절연물로는 R.F 스퍼터링법에의해 형성된 실리콘 산화막과 탄탈륨 산화막으로 구성된 이층 절연물을 사용하였다. 이러한 안티휴즈 구조에서 실리콘 산화막은 프로그램 전의 안티휴즈 소자를 통해 흐르는 누설전류를 감소시켰으며, 실리콘 산화막에 비해 절연 강도가 낮은 탄탈륨 산화막은 안티휴즈 소자의 절연파괴전압을 저 전압으로 낮추는 역할을 하였다. 최종적으로 제조된 $Al/Ta_{2}O_{5}(10nm)/SiO_{2}(10nm)/TiW$ 구조에서 1 nA 이하의 누설전류와 약 9V의 프로그래밍 전압을 갖고 수 초내에 프로그램이 완성되는 전기적 특성이 안정된 안티휴즈 소자를 제조하였다. 그리고 이때 소자의 OFF 및 ON 저항은 각각 $3.65M{\Omega}$ 및 $7.26{\Omega}$이었다. 이와 같은 $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}$ 구조에서 각 절연물의 두께를 조절함으로써 측정 전압에 민감하고 재현성 있는 안티휴즈 소자를 제조할 수 있었다.