PLZT 세라믹을 이용한 SAW Filter의 특성

이수대,이찬구,안형주,문준규 경남대학교 신소재연구소 2003 신소재연구 Vol.15 No.2

현재 사용되고 있는 SAW 필터 기관물질 중 세라믹 기관은 다공정과 생산에 따른 물성의 재현성 부족을 제외한다면 단결정 기관에 비해 생산단가의 저렴화, 생산공정의 단순화 및 대량생산의 측면에서는 훨씬 경쟁력이 있다. 따라서 본 연구에서는 고온 압축성형법에 의해 1235℃의 온도와 200㎏/㎠의 압력에서 30시간동안의 제조조건에서 조성비 x/65/35(x=5-8)인 PLZT 세라믹 기관들을 제조하여 SAW필터로써의 응용가능성을 살펴보았다. 각 조성별 유전을, SAW 전파 속도, 기계결합계수 등을 측정 비교한 결과 SAW 필터 기관물질로 가장 적합한 조성비는 7/65/35였다. 이 조성비로 제작한 SAW 필터에서 상대적으로 양호한 출력 특성을 얻었고 단결정 기관으로 제작한 SAW 필터에 버금가는 특성을 확인할 수 있었다. The single crystal substrate has been the industrial standard for the design of SAW filters for a long time. However, the ceramics substrate had more simple fabricated process than the crystal. In this study, it was attempted that single crystal was substituted for PLZT(La/Zr/Ti = x/65/35, x=5∼8 at. %) ceramics. The ceramics substrate was prepared by hot-pressed method at temperature 1235C, 200㎏/㎠, 30hrs. The real permittivity, SAW velocity and mechanical coupling factor of PLZT ceramics were measured for a different La mol% content. In the results, we could observed that 7/65/35 composition SAW filter had a good characteristics of frequency response.

(NH₄)₃H(SeO₄)₂ 단결정의 강탄성 스위칭을 일으키는 최적 방향

이수대,손종윤,설정식 경남대학교 신소재연구소 1999 論文集 Vol.11 No.-

mF2/m으로 전이하는 순사한 강탄성체인 (NH4)3H(Se04)2 단결정의 가능한 강탄성 배향상태와 각 배향상태가 갖는 자발변형텐서를 구하였다. 이 자발변형텐서로부터 임의의 정육면체형으로 자른 PG의 시료가 FG에서 갖는 변형을 살펴보았다. 강탄성상에서 스위칭을 일으키는 힘을 가하는 방향에 따른 스위칭력에 대한 크기의 공간분포도를 스테레오 그래픽 프로젝션 기법을 사용한 공간투영도로부터 스위칭을 위한 최적방향을 구하였다. We have calculated the possible ferroelastic orientation states and the spontaneous strain tensor of each orientation state in pure ferroelastics (NH₄)₃H(SeO₄)₂single crystal which belong to 3mF2/m. From this spontaneous strain tensor, we have found the strain which deform from prototypic point group to the ferroelastic point group in cubic PG phase sample. We have sought the optimal direction for ferroelastic switching by the stereographic projection contour to the variation of the free enthalphy per unit volume and per unit pressure as to the direction applied the stress.

강탄성 스위칭에 의한 Pb₃(PO₄)₂ 단결정의 변형 특성

이수대 경남대학교 신소재연구소 1996 論文集 Vol.7 No.-

강탄성체는 외력에 의하여 한 강탄성구역이 다른 강탄성구역으로 전환되는 스위칭 현상이 나타난다. 이 스위칭 현상이 생기기 위해서는 결정내의 격자점들이 변위하여 다른 강탄성구역으로 배재열된다. 따라서 강탄성체의 한 배향상태가 다른 배향상태로 강탄성 스위칭을 할때 격자점들의 병진변위 및 회전변위를 자발변형텐서 값으로부터 계산할 수 있는 공식을 유도하였다. 그리고 이 계산 결과를 Pb₃(PO₄)₂결정에 적용한 결과 이론적 계산치와 실험치가 잘 일치하였다. Ferroelastic crystals have appeared a switching phenomenon which was switched from one ferroelastic domain to other ferroelastic domain by external force. For the sake of this switching phenomenon, the lattice points in crystal were reoriented, and one ferroelastic domain has come out other ferroelastic domain in the end. The work presented the method which can calculate the distribution of displacements of lattice points in the direction of r-axis. 8-axis and Φ-axis after Pb₃(PO4)₂crystal was switched from a S₁state to a S₂state. This study derived the formulae which can calculate the distortion angle and the translational strain of the lattice points after Pb₃(PO4)₂single crystal was switched. Consequently the theoretical values accord with the experimental values that was deformed by switching.

전기장에 의한 Bi₁₂SiO₂₀ 단결정의 변화된 광행로길이 계산

이수대,Lee, Su-Dae 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.11

The formula to calculate a variation of optical path length of single crystal by the electric field was derived by this study. The formula was applied to $Bi_{12}SiO_{20}$ single crystal. The results are as follows. In case of the applied electric field in the body diagonal direction and the passing light along the same direction, the variation of optical path length had the largest value. The symmetry of the space distribution of optical path length satisfied $E3C_2\;8C_3$, the set of elements of the symmetry of $Bi_{12}SiO_{20}$ single crystal. The property which gave the largest influence to the variation of optical path length is the strain of length by the Inverse piezoelectric effect. The second influence, is the variation of the refractive index by the electro-optic effect. The variation of optical path length by the inverse piezoelectric effect and by the electro-optic effect have a reverse sign each other.

ZnO 단결정에서 탄성파의 순수 진동모드가 나타나는 방향과 음향축의 방향 계산

이수대,이찬구 한국물리학회 2007 새물리 Vol.55 No.4

We constructed the representation quadrics of the phase velocity and of the group velocity of elastic waves propagating in ZnO crystals. We discuss the relation of the elastic properties to the structure, searched for the directions of the pure vibration mode, and found the directions and the number of acoustic axes. The representation quadrics possessed a rotational symmetry about the c-axis, and their symmetrical properties had a point group $\infty$ mm. For an applied force, the direction having the smallest strain was the c-axis of the hexagonal closely-packed structure, and that having the largest strain was perpendicular to the c-axis. The directions of the pure vibration mode were the c-axis and a direction perpendicular to the c-axis. A crystal can generally possess four acoustic axes, but in the case of a ZnO single crystal with a point group 6 mm, we know that the crystal has a uniaxial acoustic axis and that its direction is along the c-axis. 본 논문에서는 ZnO 단결정 속에서 전파하는 탄성파의 위상속도와 군속도의 표시곡면을 구성하여, 구조와 연관된 탄성적 특성을 논의하고, 또 순수 진동모드의 방향 및 음향축의 수와 그 방향을 구하였다. 점군이 6 mm인 ZnO 단결정 속에 발생한 탄성파의 위상속도와 군속도에 대한 표시곡면의 대칭성을 조사한 결과, 그 대칭성을 점군으로 나타내면 $\infty$ mm이었다. 하나의 종파와 두 횡파의 전파 속도와 매질 입자의 변위 특성에 의하면, 육방밀집구조의 적축 방향 (c-축)으로의 변형에 대한 탄성도가 가장 크며, 이 축에 수직한 방향으로의 변형에 대한 탄성도가 가장 적었다. 세 가지 파동 유형에서 모두 수순 진동모드를 나타나는 방향은 방위각에 관계없이 천정각이 0$^\circ$와 90$^\circ$이었다. 그리고 결정은 최대 4개의 음향축을 가질 수 있으나 ZnO 결정의 경우, 단축결정임을 알 수 있었다.

엔탈피 보존법칙을 이용한 Gd₂( MoO₄)₃단결정의 문턱 강탄성 스윗칭력의 계산 및 측정

이수대 慶南大學校 附設 基礎科學硏究所 1997 硏究論文集 Vol.10 No.-

When a ferroelastic domain of Gd₂(MoO₄)₃single crystal is switched from Sk state to Sp state by external force, the formulae that can calcuate relativistic displacement of the lattice point and distribution of ferroelastic switching force were derived by this study. The formulae that can calculate threshold switching force in any direction were derived from the conservation law of enthalpy and measured value of threshold switching force in specific direction. Theoretical values of threshold switching force were in accord with measured values at (θ=90˚, ø=15˚), (θ=90˚, ø=30˚), (θ=90˚, ø=45˚), (θ=90˚, ø=60˚) and (θ=90˚, ø=75˚).

전기장에 의한 Bi₁₂GeO₂₀ 단결정의 굴절률 표시타원체의 변형

이수대,이찬구,Lee, Su-Dae,Lee, Chan-Ku 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.1

We derived a formula which can calculate the space distribution of refractive index variation by an applied electric field about Bi$_{12}$ GeO$_{20}$ single crystal. Stereographic projection maps of refractive index variation by an applied electric field were made out using numerical value to be calculated by this formula. By the calculated results, since an electric field had applied to [(equation omitted) 1 1] direction and [1 (equation omitted) 1] direction of Bi$_{12}$ GeO$_{20}$ crystal, positive variation of the refractive index of [(equation omitted) 1 1] direction and [1 (equation omitted) 1] direction was the largest. The incremented refractive index per unit electric field was +3.2410${\times}$10$^{-11}$ V$^{-1}$ for the wavelength of 6328 $\AA$. Since an electric field had applied to [1 1 1] direction and [(equation omitted) 1] direction, negative variation of the refractive index of [1 1 1] direction and [(equation omitted) 1] direction was the largest. The decremented refractive index per unit electric field was -3.2410${\times}$10$^{-11}$ V$^{-1}$ for the wavelength of 6328 $\AA$.

K₃H(SeO₄)₂단결정의 강탄성 스위칭에 의한 격자변위에 관한 연구

이수대,박광박,손종윤 경남대학교 공업기술연구소 2000 硏究論文集 Vol.18 No.-

K□H(SeO□)□ 단결정의 강탄성 구역 S□ 상태에서 S□ 상태로 스위칭 될 때 격자점의 상대적 변위를 Yokota등이 구한 자발변형텐서 값으로부터 계산하였다. 이 단결정의 원형상의 시료내 각 격자점들의 변위를 세 배향상태에 대해 각각 시뮬레이션한 결과 세 배향상태는 모두 배향상태만 다르고 서로 isomorphism을 이루었다 외부 변형력에 의해 한 배향상태가 다른 배향상태로 스위칭 될 때 동경변위가 가장 많이 일어나는 방향을 (Θ,Φ)로 나타내면 (90.0˚, 105.0˚)와 (90.0˚, 285.0˚)이고, 이 경우의 δr값은 0.008314이었다. 또 θ=90.0˚일 때, δΦ의 변화가 가장 크게 나타나는 방향은 Φ= 60.0˚와 240.0˚이고 그 값은 0.008314이었다. When an ferroelastic orientation state S□ switch to S□ in K□H(SeO□)□ single crystal, the relative displacement of lattice point was calculated by using the components of the spontaneous strain tensor determined by Yokota et al. We simulated the displacement of lattice points in three orientation states and then these states is not equal the orientation but the isomorphism each other. As an orientation state switch to other state, the maximum value of radial variation(δr) is 0.008314 at (θ = 90.0˚, Φ = 105.0˚) and (θ = 90.0˚, Φ = 285˚) and that of azimuthal variation is 0.008314 at (θ = 90.0˚, Φ = 60.0˚) and (θ= 90.0˚", Φ = 240.0˚).

전기장에 의한 Bi12SiO20 결정과 Bi12GeO20 결정의 광행로길이 표시타원체 변형

이수대,이찬구 한국물리학회 2008 새물리 Vol.56 No.3

We calculated the electric-filed-induced variations in the optical path lengths for all directions at an arbitrary interior point of Bi$_{12}$SiO$_{20}$ and of Bi$_{12}$GeO$_{20}$ crystal, and we compared the representation ellipsoid of the Bi$_{12}$SiO$_{20}$ crystal with that of the Bi$_{12}$GeO$_{20}$ crystal. We showed that the difference in optical path length between the two crystals was closely connected with the difference between the volumes of the SiO$_4$ tetrahedron and the GeO$_4$ tetrahedron, and we discuss how that phenomenon is related to the roles of Si$^{4+}$ and Ge$^{4+}$ in the two crystals. 본 연구에서는 전기장에 의한 Bi$_{12}$SiO$_{20}$ 결정과 Bi$_{12}$GeO$_{20}$ 결정에 대한 광행로길이 표시타원체의 변형된 모양을 구성하여 서로 비교하였다. 결정에서 Si 원자를 중심으로 이루어진 O 원자 4면체의 부피와 Ge 원자를 중심으로 형성된 O 원자 4면체의 부피 차가 이 두 물질의 광행로길이 차이를 나타내는 요소임을 밝혔다. 그리고 역압전효과에 의한 길이 변화와 광로상의 전자밀도 변화에 의한 전기광학효과와 관련하여, 두 결정 속에서 Si$^{4+}$와 Ge$^{4+}$의 역할에 관한 논의를 하였다.

TSCC 단결정의 강유전적 상전이 거동

이호섭,배세환,이수대 慶南大學校 附設 基礎科學硏究所 1993 硏究論文集 Vol.5 No.-

The dielectric properties of 〔(CH₃NHCH₂COOH)₃·CaCl₂〕single crystals are measured and discussed in the temperature range from 123K to 143K. 〔(CH₃NHCH₂COOH)₃·CaCl₂〕single crystals are grown from an aqueous solution by slow evaporation method. The phase transitions of 〔(CH₃NHCH₂COOH)₃·CaCl₂〕single crystals is second order and Curie constant of〔(CH₃NHCH₂COOH)₃·CaCl₂〕single crystals is about 56K.