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부상돈,Bu Sang Don 한국진공학회 2004 Applied Science and Convergence Technology Vol.13 No.4
RF magnetron sputtering 방법으로 miscut된 기판을 이용해서 양질의 압전 산화물 에피 박막을 제작하였다. 박막은 (001) $SrTiO_3$ 기판 위에 증착되었으며, (100) 방향으로 $0^{\circ}$-$8^{\circ}$의 miscut 각도를 갖는 기판들을 사용했다. $4^{\circ}$이상의 큰 miscut 각도를 갖는 기판 위에 성장된 박막의 경우, x-ray diffraction (XRD) 패턴은 perovskite 상의 순수한 PMN-PT 피크만을 보여 주었으며, wavelength dispersive x-ray fluorescence spectroscopy를 이용해서 분석한 조성비는 stoichiometric한 조성비에 가까운 값을 보여주었다. 반면에, miscut 각도가 없는 기판 위에 증착된 박막의 경우, 2차상인 pyrochlore 상을 포함하는 XRD 패턴을 보여주었다. $8^{\circ}$ 기판 위에 성장된 박막의 경우 실온에서 20$\mu$C/$\textrm{cm}^2$라는 높은 잔류분극 값을 보여주었다 We have grown piezoelectric oxide films by RF magnetron sputtering using miscut substrates. Films were Brown on(001) $SrTiO_3$ substrates with miscut angles from 0 to 8 degrees toward the (100) direction. Films on high miscut substrates (>$4^{\circ}$) showed almost the pure perovskite phase in x-ray diffraction and were nearly stoichiometric. In contrast, films on exact (001) $SrTiO_3$ contained a high volume fraction of pyrochlore phases. A film on an $8^{\circ}$ miscut substrate exhibits a polarization hysteresis loop with a remnent polarization of 20$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ at room temperature.
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강유전체 고분자의 음의 압전 물성 및 상공존경계(MPB)에 대한 고찰
임성빈,부상돈,정창규,Im, Sungbin,Bu, Sang Don,Jeong, Chang Kyu 한국전기전자재료학회 2022 전기전자재료학회논문지 Vol.35 No.6
Morphotropic phase boundary (MPB), which is a special boundary that separates two or multiple different phases in the phase diagram of some ferroelectric ceramics, is an important concept in identifying physics that includes piezoelectric responses. MPB, which had not been discovered in organic materials until recently, was discovered in poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), resulting from a molecular approach. The piezoelectric coefficient of P(VDF-TrFE) in this MPB region was achieved up to -63.5 pC N<sup>-1</sup>, which is about two times as large as the conventional value of -30 pC N<sup>-1</sup> of P(VDF-TrFE). An order-disorder arrangement greatly affects the rise of the piezoelectric effect and the ferroelectric, paraelectric and relaxor ferroelectric of P(VDF-TrFE), so the arrangement and shape of the polymer chain is important. In this review, we investigate the origin of negative longitudinal piezoelectric coefficients of piezoelectric polymers, which is definitely opposite to those of common piezoelectric ceramics. In addition to the mainly discussed issue about MPB behaviors of ferroelectric polymers, we also introduce the consideration about polymer chirality resulting in relaxor ferroelectric properties. When the physics of ferroelectric polymers is unveiled, we can improve the piezoelectric and pyroelectric properties of ferroelectric polymers and contribute to the development of next-generation sensor, energy, transducer and actuator applications.
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$PbZrO_3$ 나노튜브의 졸-겔 형판 합성과 상전이
장기석,부상돈,Chang, Ki-Seog,Bu, Sang-Don 한국군사과학기술학회 2005 한국군사과학기술학회지 Vol.8 No.4
We report the phase transition temperatures of the $PbZrO_3$ perovskite nanotubes made by sol-gel template synthesis. The lead zirconate($PbZrO{_3}$) nanotubes were prepared with a chelate sol-gel of zirconium tetrabutoxide($Zr(OBu){_4}$) and leadacetate($Pb(OAc){_2}-3H_2O$). $Whatman^(r)$ anodisc membranes, with a 200nm pore size, served as the template. After removing the template in the 6M-NaOH solution, the $PbZrO{_3}$ nanotubes so far have shown an anomalous transition temperature, $123.6^{\circ}C$ as measured by DSC with a small particle size, 15.4nm determined by X-ray analysis with the aid of Scherrer's equation.
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양극산화를 통해 제작된 TiO₂ 나노튜브 어레이의 분할과 팽창에 따른 안정도 변화 분석
김보현(Bo Hyeon Kim),부상돈(Sang Don Bu) 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.11
본 논문에서는 양극산화를 통해 TiO₂ 나노튜브 어레이를 제작하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 양극산화 시간에 따른 나노튜브 밑부분의 직경에 따른 정렬도 변화를 분석하였다. 양극산화 초기에는 서로 독립적으로 분리된 형태의 TiO₂가 형성된 것을 확인하였다. 이 과정에서, 양극산화 시간이 증가하면서 나노튜브의 팽창과 분열이 진행되는 것을 확인하였다. 큰 직경을 가진 나노튜브가 분할되면서 전체적인 직경의 분포도가 감소하고 그에 따라 나노튜브 형태의 안정성이 향상되는 경향을 보였다. 시간이 더욱 지나면서 나노튜브의 분할이 어느정도 끝나게 되면 나노튜브의 팽창이 더욱 우세하게 진행되어 다시 평균 직경이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 통하여 양극산화의 시간이 정렬도에 영향을 주는 것과 밑부분의 직경이 초반에는 무작위로 생성되는 것을 추가적으로 확인하였다. 또한, TiO₂ 나노튜브가 성장하는 과정에서 밑부분은 성장하며 팽창만 일어나는 것이 아닌 분할 과정이 추가로 있는 것으로 확인되었다. In this research, TiO₂ nanotube arrays were fabricated by using anodization. The change in alignment due to the change in the diameter of the nanotube bottom in accordance with anodization time was analyzed by using field emission scanning electron microscopy. Individually separated TiO₂ was confirmed to have formed in the initial stage of anodization. In this process, the expansion and division of the nanotube proceeded with the prolongation of anodization time. As large-diameter nanotubes divided, the distribution values of the diameters decreased, and the stability degree tended to improve. With the passage of time, when the division of the nanotube had been completed to some extent, the expansion of the nanotube proceeded more predominantly, and the average diameter tended to increase. These findings confirmed that the time of anodization affected the alignment and that the bottom diameter was randomly generated at the beginning. Moreover, during TiO₂ nanotube growth, the bottom part not only expanded but also split.
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