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학위논문 상세정보

Modified sol-gel 법으로 제조한 pzt 박막의 전기적 특성에 미치는 sr 치환 효과 원문보기
Electrical properties of sr substituted pzt thin films prepared by the modified sol-gel method

  • 저자

    맹용주

  • 학위수여기관

    水原大學校 大學院

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    電子材料工學科

  • 지도교수

  • 발행년도

    1998

  • 총페이지

    vii, 79 p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8953868&outLink=K  

  • 초록

    (Pb_1-xSr_x)(Zr_0.6Ti_0.4)O_3 (PSZT60)과 (Pb_1-xSr_x)(Zr_0.8Ti_0.2)O_3 (PSZT80)계 용액을 modified sol-gel 법으로 준비하여 Pt/Ti/SiO_2/Si(100) 기판 위에 spin coating법으로 PZT계 박막을 제조하였다. 제조된 박막의 결정구조, 미세구조 및 유전성, C-V, I-V, 피로 특성 등의 전기적 특성에 미치는 Sr 치환 효과를 연구하였으며 또한 PbTiO_3와 PbZrO_3계 buffer layer의 도입에 따른 박막 특성을 조사하였다. PSZT계 박막을 700-750℃에서 열처리하여 Sr 양에 무관하게 순수한 perovskite상을 가지는 3000Å두께 정도의 균일한 박막을 얻었다. Sr 치환량의 증가에 따라 격자상수가 약간 감소하였으며 반면에 미세구조상 입자는 약간 커지는 현상이 나타났다. PSZT60인 박막의 경우, Sr 치환량 증가시 박막 조성이 상유전상으로 이동함에 기인하여 유전상수와 잔류분극이 약간 감소하였다. 그러나 PSZT80박막의 경우 10 mol% Sr 치환시 유전상수과 잔류 분극의 증진 효과가 나타났으며 이는 Sr 치환에 따른 상전이(강유전상→반강유전상)경계와 연관하여 설명하였다. 피로 특성은 Sr 치환에 따라 약간 개선되었으며 이는 예상되는 격자 결함, 강유전 및 반강유전 전기상에 기인된 분극 특성으로 설명하였다. 강유전체 PbTiO_3를 buffer layer로 삽입한 경우, 유전상수만이 약간 증가된 반면, 반강유전체 PbZrO_3 삽입시에는 유전성은 약간 감소하였으나 뚜렷한 피로 특성의 개선 효과가 확인되었다. 핵심되는말: (PbSr)(ZrTi)O_3박막, modified sol-gel법, 상전이, 유전성, 피로특성, buffer layer


    (Pb_1-xSr_x)(Zr_0.6Ti_0.4)O_3 (PSZT60) and (Pb_1-xSr_x)(Zr_0.8Ti_0.2)O_3 (PSZT80) thin films were prepared by modified sol-gel synthesis and their crystal structure, microstructure, electrical and dielectric properties were investigated as a function of Sr content. Also the effect of buffer layers on PZT film characteristics was studied. By heat-treating at 700 and 750℃ for 10 min, PSZT thin films with dense microstructure and nearly pure perovskite phase were obtained regardless compositions. The lattice parameters slightly decreased and the increased grains were observed as a Sr content increased. For the PSZT60 films, dielectric constant and remanent polarization showed the decreasing tendency with increaing Sr content. While for the PSZT80 films, those values were increased by 10 mol% Sr substitution. These results were explained due to different crystal structures and electric phases (ferroelectric, antiferroelectric and paraelectric), resulting from variations of Zr/Ti ratio and Sr content. The films containing Sr content above 10 mol% showed less fatigue for both PSZT60 and 80 films. When the ferroelectric PbTiO_3 buffer was inserted, dielectric properties of PZT60 and 80 films were enhanced. While the fatigue characteristics were improved by inserting antiferroelectric PbZrO_3 buffer layer. These results were explained in terms of lattice defects and polarization characteristics occurring in ferroelectric and antiferroelectric phase. Key words : PSZT thin film, modified sol-gel method, phase transformation, dielectric properties, fatigue characteristics, buffer layer


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