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문제 정의
- 본 연구에서는 Sol-Gel법으로 제조된 BST 박막을 프렉탈 처리를 이용하여 BST 박막의 구조 및 전기적 특성을 고찰하였다.
제안 방법
- 선형교차기법의 정확성에 대한 문제점과, TEM의 고가의 장비의 문제점을 보완하기는 방법으로 본 연구에서는 프렉탈 처리를 도입하였다.
- 소결된 각 시료의 전기적 특성을 고찰하기 위해서 상부전극은 은전극을 사용하였다. Fig.
- 제조된 용액을 Pt/Si02/ Si 기판위에 4000[rpm] 30초간 spin-coating 하였으며 150[℃] 에서 5분간 건조 후 750[℃]에서 열처리를 하였다. 이러한 과정을 총 3 희 걸쳐 BST박막을 제조하였다. 박막의 전기적 특성을 고찰하기 위하여 상부전극으로 은 페이스트를 바르고 200[℃]에서 20분간 열처리를 하였다.
- 박막의 구조적 특성을 고찰하기 위하여 먼저 SEM(Hitachi JPN S-4700)을 이용하여 박막의 단면과 표면을 촬영하였다. 이러한 박막의 두께와 입자의 크기를 프렉탈 차원을 이용한 프로그램을 이용하여 측정하였다.
- 표면을 촬영하였다. 이러한 박막의 두께와 입자의 크기를 프렉탈 차원을 이용한 프로그램을 이용하여 측정하였다.
- 전기적 특성을 고찰하기 위하여 주파수에 변화에 따른 유전율과 유전손을 LCR 미터 (PM6303, Fluke Nethelands)로 측정하였다.
- 전압인가에 따른 누설전류를 측정하였다. 인가전압은 0~10[V] 이였다.
- 각 시료는 프렉탈 차원의 프로그램을 이용하여 10 회 반복을 하여 박막의 두께를 측정하였다. BST1, BST2, BST3 박막의 두께는 각각 2300[A], 2640 [A], 2800[A]이였다.
- 4는 BST박막의 프랙탈 수락에 의한 정량정 분석이다. 이러한 정량적 분석을 통하여 시료의 평활도, 기공율, 입자의 크기를 측정하였다. 프렉탈 차원에서의 프렉탈 Dimension에서의 0은 점, 1은 선, 2는 면이다.
- BST 박막 캐패시터의 유전특성을 고찰하기 위하여 주파수에 따른 유전상수와 유전손실을 측정하였다. Fig.
- 본 연구에서는 Sol-Gel법을 이용하여 (Ba Sr) TiO3 박막 캐패시터를 제작하여 프렉탈 처리를 이용하여 BST박막의 특성을 고찰하였다.
- 2. 박막의 증착정도와 기공율을 알아보기 위하여 프렉탈 처리프로그램을 이용하였다. 각 시료에서 프렉탈 Dimension 이 1.
- 이러한 과정을 총 3 희 걸쳐 BST박막을 제조하였다. 박막의 전기적 특성을 고찰하기 위하여 상부전극으로 은 페이스트를 바르고 200[℃]에서 20분간 열처리를 하였다.
대상 데이터
- (Ba, Sr)TiO3 박막 제조하기 위하여 사용된 출발원료는 Ba Acetate, Sr Acetate와 촉매로는 Acetic Acid를 이 용하였고, Ti는 Titanium diiso propoxide bis(acetylacetonate)를 사용하였다.
이론/모형
- BST를 대규모의 중착장치나 고가의 진공장치 등이 필요하지 않고, 복잡한 조성의 박막의 제조 방법인 Sol-Gel 방법3)으로 제조하였다.
성능/효과
- 주파수가 증가함에 따라 유전율이 감소하는 전형적인 유전분산 특성 이였다. 또한 주파수가 증감함에 따라 BST2, BST3이 안정적인 유전특성을 보였다. 또한, BST2와 BST3 의 유전율은 측정주파수 100[kHz]에서 각각 210, 250 이였다.
- 1. BST박막의 입자의 크기는 48~50[nm]이였고, 박막의 두께는 2000~2800[A]이었다.
- 3. 주파수에 따른 유전율을 고찰한 결과, 각 시료에서 주파수가 증가함에 따라 유전을이 감소하는 전형적인 유전분산특성 이였다. BST2, BST 3이 주파수 변환에 대하여 안정적인 유전특성 이였으며, 측정주파수 100[kHz]에서 BST3이 유전율과 유전손실이 각각 250, 0.
- 주파수에 따른 유전율을 고찰한 결과, 각 시료에서 주파수가 증가함에 따라 유전을이 감소하는 전형적인 유전분산특성 이였다. BST2, BST 3이 주파수 변환에 대하여 안정적인 유전특성 이였으며, 측정주파수 100[kHz]에서 BST3이 유전율과 유전손실이 각각 250, 0.015로써 가장 우수하였다. 주파수에 따른 유전특성은 프렉탈 Dimension 과 기공율 특성이 좋은 BST2와 BST3이 우수하였다.
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