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      • SCOPUSKCI등재

        SrBi₂Ta₂O<SUB>9</SUB> 강유전체 박막의 전류-전압 특성

        배상보(Sang Bo Bae),환민(Hwan Min Kim),김일원(Ill Won Kim) 한국물리학회 2024 새물리 Vol.74 No.3

        강유전체 박막을 센서나 전자 소자로 사용하기 위해서 강유전체 박막에 다양한 DC 바이어스 전압조건에 따른 누설 전류 변화를 측정하고, 누설 전류에 기여하는 기구를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 활발하게 연구된 무연계 강유전체 물질 중 하나인 SrBi₂Ta₂O<SUB>9</SUB> (SBT) 박막의 전기장 인가 및 온도변화에 따른 누설전류 특성을 측정하고 전도 모형과 쇼트키 장벽 높이, 덫 중심 준위와 활성화 에너지에 관하여 연구한 결과이다. Bi/Sr 조성비가 2.8인 SBT 박막의 전류-전압 특성은 인가 전기장이 80 kV/cm 이하에서는 누설 전류가 지연시간에 강하게 의존하는 저항성 전류 특성을 나타내었다. 150℃이하에서 SBT 박막은 인가 전기장 80-200 kV/cm에서 쇼트키 방출 전도 모형과 일치하는 선형적인 전류-전압 특성을 나타내었으며 쇼트키 장벽 높이와 덫 중심 준위는 각각 1.02 eV, 0.83 eV이었다. 이 현상은 Bi 이온이 받개 (acceptor) 형태로 전하 운반자 역할을 하였기 때문이다. 인가전압 3 V, 150℃이하에서 Bi/Sr 조성비 2.8인 SBT 박막은 지연시간 100초일 때 활성화 에너지 (activation energy)가 0.72 eV, 0.58 eV이었다. We grow SrBi2Ta2O9 (SBT) thin films, one of the actively studied lead-free ferroelectric materials, with different Bi/Sr compositions using pulsed laser deposition (PLD) method and measured their leakage current characteristics according to electric field and temperature changes. Schottky barrier height, trap center level, and activation energy were studied. The current-voltage characteristics of the SBT thin film with a Bi/Sr composition ratio of 2.8 showed resistive leakage current characteristics in which the leakage current strongly depended on the delay time in the applied electric field of 80 kV/cm or less. Below 150℃, the SBT (Bi/Sr = 2.8) thin film showed linear current-voltage characteristics consistent with the Schottky emission conduction model at an applied electric field of 80 to 200 kV/cm, and the Schottky barrier height and trap center level were 1.02 eV and 0.83 eV, respectively. The activation energies of the SBT thin films of 2.8 Bi/Sr ratio showed 0.72 eV and 0.58 eV below 150℃, 3 V, and 10 and 100 sec delay time. This phenomenon is because Bi ions acted as charge carriers in the form of acceptors.

      • KCI등재

        페라이트 도금법에 의한 NixFe₃-xO₄ 박막의 제조와 자기적 성질

        하태욱(Tae Wook Ha),이정식(Jeong Sik Lee),김일원(Ill Won Kim) 한국자기학회 1998 韓國磁氣學會誌 Vol.8 No.5

        The magnetic thin films can be prepared without vacuum process and under the low temperature (<100 ℃) by ferrite plating. We have performed ferrite plating of Ni_xFe_(3-x)O₄ (x=0.162~0.138) films on cover glass at the substrate temperature 80 ℃ and pH range of the oxidizing solution, 7.1~8.8. The crystal structure of the samples has been identified as a single phase of polycrystal spinel structure by x-ray diffraction technique. The deposition rate and the grain size of the film increased with the pH of oxidizing solution. The coercive force (Hc) decreased with the pH of oxidizing solution.

      • 레드 저마네이트 단결정의 초전성 및 자발분극 변화

        김일원 울산대학교 1987 연구논문집 Vol.18 No.2

        실온에서 부터 Curie 온도까지 레드 저마네이트(Pb??Ge₃O??) 단결정의 초전계수를 이론식으로 부터 구한 값과 실험값을 비교하였다. 실온에서 레드 저마네이트 단결정의 초전계수 값은 2.5×10??C/m²℃이었고, 자발분극은 4.6μC/㎠이었다. 레드 저마네이트 단결정의 온도변화에 따른 초전계수는 Gibbs 자유에너지 이론과 이력곡선으로 부터 계산된 이론값과 실험값이 잘 일치하였다. The pyroelectirc coefficients of Pb??Ge₃O?? single crystals were obtained from room temperature to Curie temperature. At room temperature, the pyroelectirc coefficient and spontaneous polarization of Pb??Ge₃O?? single crystals were 2.5×10?? C/m²℃ and 4.6μC/㎠, respectively. The temperature dependency of the pyroelectric coefficient of Pb??Ge₃O?? single crystal was in good agreement with the results calculated from hysteresis loop and the Gibbs free energy theory.

      • LinbO₃단결정의 가열현상에 따른 자발분극 변화 및 초전계수

        갑진,김일원 울산대학교 1987 연구논문집 Vol.18 No.2

        LiNbO₃단결정의 자발분극 변화량 △Ps와 초전계수 ?????를 25℃∼300℃ 온도 영역에서 측정하였다. 전극은 시료의 양극면에 silver paste를 사용하여 0.15㎠ 되게 하였다. 일정한 stress상태에서 시료의 온도를 연속적으로 변화 시켰다. 온도변화에 따른 자발분극 변화량은 op amp를 이용하여 결정극면에 나타나는 전하를 콘덴서에 축적하여 측정 하였다. 결정극면에 전기장이 없을 때 자발분극 변화량은 연속적인 온도의 함수로 측정하였다. 측정한 초전계수와 계산한 secondary 초전계수를 비교한 결과 LiNbO₃단결정의 초전성은 primary 초전현상에 기인하였다. 온도영역 100℃∼150℃ 사이에서 congruent한 c-plate시료에 나타나는 초전성의 불규칙한 변화는 분역들의 재정돈에 기인함이 확인되었다. 25℃∼300℃가지 LiNbO₃단결정의 자발분극 변화량은 2,858×10??C/㎠ 이었고 50℃에서 초전계수는 6.32×10??C/㎠℃ 이였다. Measurements of spontaneous polarization, Ps, and pyroelectric coefficient, dPs/dΘ, of LiNbo₃have been made over the temperature range from 25℃ to 300℃. Several crystals of typical surface area of 0.15㎠ were electroded with silver paste on the faces normal to the polar axis. The crystals were mounted in an unclamped manner and the temperature was varied continuously from 25℃ to 300℃. The change of spontaneous polarization as a function of temperature was obtained by integration the charge which appear on the polar faces of the crystal with an operational amplifier. With this arrangement the field across the crystal is essentially zero at all times, and the spontaneous polarization change can be recorded continuously as a function of temperature. After evaluating and comparing data, it becomes evident that the major pyroelectric properties of LiNbO₃, particulary in the temperature range, 25℃-300℃, belong to primary effect. The anomalous change of pyroelectric effect in LiNbO₃as grown crystal of congruent c-plate in the temperature region between 100℃-150℃ was due to the domain rearrangements. The change of spontaneous polarization is found to be 2.858×10??C/㎠ at 25℃-300℃ and pyroelectric coefficient for the LiNbo₃is measure to be 6.32×10??C/㎠℃ at 50℃.

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