• 검색 결과가 없습니다.

상온 분사 공정에 의한 물리량 감지 센서용 박막 소재 개발

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "상온 분사 공정에 의한 물리량 감지 센서용 박막 소재 개발"

Copied!
11
0
0

로드 중.... (전체 텍스트 보기)

전체 글

(1)

소위 에어로졸 데포지션 공정 (AD; Aerosol-Deposition) 으로 알려진 상온 분사 공정은 미세한 세라믹 분말을 이 송 가스에 실어 기판에 분사함으로써 기판 표면에 세라 믹 코팅층을 상온에서 성막하는 기술이다.

1-14)

상온 분사 공정에서 사용되는 세라믹 입자는 일반적으로 수백 nm에 서 수십µm 정도 까지의 크기를 가지는 입자 들로서, 일 반적으로 통용되는 에어로졸과는 의미의 차이가 있다.

이 공정은 최근 일본에서 개발되어 빠른 속도로 전파되 고 있으며, 다양한 기능, 구조 세라믹스의 코팅방법으로 응용영역이 확대 되고 있고, 타 박막/후막 공정법에 비하 여 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

1,2)

·고속코팅 (코팅층 성막속도: 분당 30 마이크로 미터 이 상 가능)

·상온에서 치밀하고 (이론밀도의 95 % 이상) 균열이 없 는 코팅층 형성

·광범위한 두께의 코팅 (서브 마이크로미터 ~ 수백 마 이크로미터)

·코팅층의 조성 및 화학양론비의 제어 용이

·수십 나노미터 이내의 결정립들을 갖는 세라믹 코팅층 성막

·금속, 세라믹, 경질 고분자 등 다양한 기판 사용

·산화물, 질화물 등 다양한 세라믹스 소재 코팅 가능

상온 분사 공정을 이용한 고품질의 세라믹 박/후막은 압전재료,

3-7)

유전재료

8)

를 시작으로, 생체 재료,

9,10)

자성 재료,

11)

구조재료,

12)

환경재료

13,14)

등 다양한 용도로 연구 개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있다. 특히 압력, 진동, 온도 감지와 같은 물리량 감지 센서 소재로서 상온 분사 공정에 의한 세라믹 박막소재의 응용이 기대되는 데,

5)

이는 다양한 모재에 대한 강한 결합력을 가지는 고 밀도의 고품질 세라믹 소재를 고속으로 대면적 성막을 할 수 있기 때문이다.

촉각센서는 센서와 같은 물리량 감지 센서는 압력 또 는 진동을 감지해서 전기신호로 변환시키는 목적으로 사 용되는 감지기로서 가전제품을 비롯하여 자동차 생체공 학용 의료기, 환경제어와 산업체의 대규모 시스템의 제 어 등 광범위하게 응용되고 있다.

15)

최근에는 마이크로프 로세서 분야와 로봇 산업의 발달과 더불어 여러 산업계 의 시스템이 자동화됨에 따라 좀 더 효율적인 제어를 위 해서 감지부의 고감도화를 수반하는 고성능화, 다기능화 를 요구하고 있다. 하지만, 현재의 기술은 센서의 구조설 계 및 구동회로, 신호처리에 집중되어 있으며 그에 따른 소재의 개발은 미흡한 상황으로, 감도 및 성능의 향상과 다기능화에는 한계가 있다. 이러한 촉각센서로 대표되는 압력감지 센서는 대표적인 지능형 소재인 압전소재를 통 하여 구현가능하며, 고전압출력을 가지는 압전소재를 적 용할 경우, 소재자체에서 압력에 따라 발생하는 전기적 인 신호를 효율적으로 감지함으로써, 센서소자, 부가적인 _ 류정호, 박동수, 최종진, 윤운하, 한병동, 이병국 한국기계연구원 부설 재료연구소

(2)

구동회로, 입출력신호처리의 단순화를 꾀할 수 있다. 온 도센서의 경우 부온도 계수 써미스터 (NTC-Negative Temperature Coefficient- Thermisor)를 사용하여 접촉 또 는 비접촉 물체의 온도를 빠른 응답속도로 감지가 가능 하며, 적외선 센서로의 응용도 가능하다.

즉 다양한 환경변화에 따른 감지센서를 상기 기술한 지능형소재를 통하여 구현할 수 있으며, 코팅소재의 개 발를 통하여 소형화 및 감도의 증대를 이룰 수 있다. 상 기한 각기 다른 지능형 소재를 복합화 할 경우 하나의 센 서소자에서 다양한 자극에 대하여 선택적으로 감지할 수 있는 복합 센서용 소재를 구현할 수 있으나 현재 복합 지 능형 소재를 사용한 센서의 연구개발은 미미한 것으로 분석된다.

우수한 감도를 가지는 센서를 제작하기 위해서는 새로 운 센서용 압전소재의 개발이 필요하며 이는 고전압출력 압전 소재 개발로 요약될 수 있다. 지능형 소재를 사용한 센서의 대부분은 벌크소재를 기계적인 가공에 의해 박편 화한후 에폭시등의 접착제를 사용하여 제작하거나,

16)

솔- 젤, 스퍼터 등의 박막공정으로 제작하나 아래와 같은 문 제점들을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.

·벌크소재의 가공시 소재 가공비의 증가

·복잡한 제조 공정에 의한 센서 형상 및 크기의 제한

·접착층과 모재, 또는 센서소재와의 불연속성에 의한

감지신호의 손실

·접착층의 환경에 따른 열화 및 공정상 발생하는 접착 력의 불균일성에 의한 센서소자의 낮은 신뢰성

·박막 소재의 경우 낮은 증착속도에 의한 소재의 두께 제한

·얇은 두께에 의한 불충분한 응답신호의 강도

·고가의 진공장비사용에 의한 공정비용 상승

일반적으로 후막형 지능형 코팅소재는 테잎 케스팅법 이나 스크린 프린팅법에 의해 제조되며, 이 방법들은 코 팅소재의 두께 조절이 용이한 장점은 있으나, 고온에서 의 소결공정에 의한 기판과의 반응 및 낮은 소결밀도에 의하여 고성능 소재를 제조하기에는 한계가 있다.

아래 Fig. 1은 전형적인 벌크 세라믹 사용 센서 및 후 막형 지능형 소재의 미세구조 사진으로 벌크 세라믹 사 용 센서의 경우 접착층에 의한 박리와 소재의 두께 제한 을 확인할 수 있으며, 후막형 지능형소재의 경우 박리는 발생하지 않으나, 소재의 밀도가 낮음을 확인 할 수 있 다.

16)

따라서 상기한 문제점들을 해결하고, 센서의 성능을 높이기 위하여는 고밀도, 고밀착력을 가지는 새로운 코 팅 소재가 필요하며, 특히 센서 소재의 감도를 높이기 위 하여서는 수~수십 마이크론 두께의 신개념 고감도 코팅 소재의 연구개발이 시급하다. 또한 상업화를 위하여서는

Fig. 1.

벌크 세라믹 접합 센서 및 후막 센서의 미세구조.

(3)

양질의 고밀도 대면적 지능형 후막소재 고속 코팅기술이 필수적이나, 현존하는 기술로써는 증착속도, 대면적, 고 밀도의 요구조건을 모두 만족하는 후막공정은 개발되어 지지 않은 현실이다.

고감도를 가지는 지능형 코팅소재는 촉각센서의 용도 이외에도, 의료용 초음파 트랜스 듀서, 마이크로발전, 에 너지 수집, 구조진단소자 등의 다양한 지능형 소자에 있 어서 필수적인 소재이다.

본 연구팀에서는 상온 분사 공정을 통한 다양한 PZT 계 압전 박막소재에 대한 연구를 수행한 바 있다.

5-7)

이중 고감도 압력/진동 감지 센서로 사용되기 위해서는 높은 압전 전압 상수 (g

ij

)를 가져야 하는데, PZT계 압전 세라 믹 소재에 Mn을 도핑한 조성에서 높은 전압 계수를 얻 을 수 있음을 보고한 바 있다.

5)

특히 PZT-PZN-Mn 계와 같이 완화형 강유전체와 Mn을 동시 고용할 경우에 완화 형 강유전체에 의해서 높은 압전 상수 (d

ij

)를 발현하고, Mn 에 의한 유전율 감소를 유도한 combinatory 효과에 의한 압전 전압 상수를 향상시킬 수 있음을 보인바 있 다.

5)

또한 상온 분사 공정은 미소한 함량의 Mn 도핑과 같이 기존의 방법에서는 달성하기 어려운 조성제어가 가 능 하였으며, 재료의 내부에 균일하게 도핑이 이루어짐 을 보고하였다. 최근 본 연구팀의 연구는 이러한 기본 연

구를 바탕으로, PZT계 압전 세라믹 소재에서의 Mn 효 과를 극대화 하기 위해 Relaxor 소재로서 Mn이 함유된 Pb(Mn

1/3

Nb

2/3

)O

3

를 선정하여 PZT 압전 박막소재와 3성 분계 고용체를 이룬 압전 박막을 백금전극이 도포된 실 리콘 기판위에 제조하고 평가하였다. 기본조성을 0.9Pb(Zr

x

Ti

1-x

)O

3

-0.1Pb(Mn

1/3

Nb

2/3

)O

3

으로 하여 Zr:Ti 비율을 조절하며 분말을 고상합성법으로 준비한 뒤, 상 온 분사 공정에 의해 두께 약 10 µm이 되도록 압전 박막 을 성막하고, 센서로서의 응용을 위한 각종 특성을 평가 하였다. 주요 결과를 살펴 보면, XRD 분석으로 일반적 으로 가장 우수한 압전/강유전특성이 나타나는 상공존 영역 (MPB)을 Zr:Ti 비율이 57:43 ~ 53:47 영역에서 존 재함을 확인 하였다. 박막의 미세구조 또한 일반적인 상 온 진공 분사공정에 의한 막의 전형적인 특징인 치밀하 고, 균열이 없는 박막이 성막되었음을 Fig. 2을 통하여 확인 할 수 있다. 유전특성과 강유전특성은 Fig. 3에서 보인 바와 같이 MPB 조성에 가까운 Zr:Ti=57:43 조성 에서 가장 우수한 특성이 나타났으며 유전율값은 PZT- PZN 계에 비하여 약 50%에 달하는 낮은 값으로, 우수 한 전압출력지수가 기대되었다. 모든 시료는 조성에 관 계없이 0.05-0.03정도의 낮은 유전손실 (tan δ)를 얻을 수 있었다.

상온 분사 공정에 의해 제조된 PZT-PMnN계 압전 박 막 소재의 유효 압전 특성 (d

33

, g

33

)을 평가한 결과를

Fig. 2.

상온 분사공정에 의해 제조된 PZT-PMnN계 압전 박막 (Zr:Ti=57:43)의 (a) 표면, (b) 단면 주사 전자 현미경 사진.

(4)

Fig. 4에 도시하였다. 현재까지 박막의 압전특성평가는 표준화 되어있지 않아 두가지 특성평가 방법을 병행하였 다. 정압전효과 (압력->전압)를 측정하기 위하여 Berlincourt 방식의 d33 메터를 사용하였으며, 역압전효 과 (전압->변형)를 측정하기 위하여 레이져인터페로메터 를 사용하였다. 앞의 유전/강유전 특성에서 보인 바와 같 이 Zr:Ti 비율이 57:43에서 가장 우수한 압전 특성을 얻 을 수 있었으며, 특히 센서의 감도와 관련이 있는 압전 전압 상수는 24X10

-3

m

2

/N으로 상용의 소결체 세라믹스 와 유사한 수준의 높은 값을 얻을 수 있었다. 이는 PMnN 고용이 PZT계 압전 박막 소재에서 유전율을 낮추는 반 면 압전 특성은 큰 변화가 없기 때문으로 물리량 감지 센

서로서 매우 큰 가능성이 있음을 의미한다.

상온 분사 공정의 성막 메커니즘은 아직까지 명확히 밝혀진 바는 없지만, 입자의 강한 충돌 에너지에 의해 성 막이 이루어지는 것은 분명하다. 즉 성막속도를 높이고 효율적인 성막을 대면적 (300X300 mm

2

이상)에서 가능 하게 하려면 입자의 속도를 높일 수 있는 방법을 찾아야 만 한다. 상온 분사 공정중의 입자의 속도는 여러가지 변 수 (예로서 입자의 크기 및 형상, 밀도, 유량, 진공도, 이 송가스의 종류, 노즐에 의한 가속)에 의해 변화하지만,

Fig. 3. PZT-PMnN계 압전 박막의 Zr:Ti 비율에 따른 (a) 유전특성, (b) 강유전 P-E 특성.

Fig. 4. PZT-PMnN계 압전 박막의 Zr:Ti 비율에 따른 (a) 유효 압전 상수 (d

33)과 (b) 유효 압전 전압상수 (g33)의 변화.

(a) (b)

(a) (b)

(5)

본 연구에서는 노즐에 의한 가속에 대해서만 살펴 보겠 다.

본 연구팀에서는 노즐에 의한 입자의 가속 성능을 향 상 시키기 위해서 신 개념의 분사 노즐을 최적화 설계하 였다. 최적화된 노즐을 사용하여 입도에 따른 입자의 분 사속도에 대한 계산 결과를 Fig. 5(a)에 도시하였다. 분말 의 밀도가 높은 소재의 경우 (예: PZT, ~8 g/cm

3

), 초음 속을 얻을 수 있는 조건의 입도 조건이 밀도가 낮은 소재 의 경우 (예: TiO

2

, ~4 g/cm

3

)보다 입자의 크기가 작을 때 이루어짐을 알 수 있으며, 그보다 입자의 크기가 작거 나 크게 될 경우 분사속도의 저하로 상온 분사 공정에 의 한 성막이 영향을 받을 수 있다. 본 설계에 의해 제작된

최적화된 구조를 가진 노즐의 사진을 Fig. 5 (b)에 나타 내었으며, 현재 150 mm 급까지 설계가 되어 연구 개발 에 적용되고 있다.

Fig. 6은 앞서 설명한 최적화된 구조의 노즐을 이용하 여 제작한 PZT 압전 박막의 사진을 보여준다. 사용된 분 말은 (주)경원 훼라이트 공업의 KP-10 상용 분말로서 면 적 150X150 mm

2

에 대해서 10분간 상온 분사 성막하였 다. 이때 이송가스로서 건조 공기를 사용하였다. 성막된 박막의 두께를 알파스텝으로 측정하였을 때, 6.708 ± 0.432 µm로, 성막속도는 0.67 µm/min에 해당하는 매우 높은 성막속도를 나타내었다. 일반적으로 PZT 박막에 많이 쓰이고 있는 스퍼터법에 의한 성막 속도는 수백 nm

Fig. 5. (a)

최적화된 구조의 노즐을 통한 분말의 입도에 따른 속도의 계산 결과, (b) 설계 제작된 150 mm급 최적화된 구조를 가진 노즐의 사진.

Fig. 6.

최적화된 구조의 150 mm급 노즐을 이용하여 제작된 PZT 박막. (a) 스테인레스 스틸 기판위, (b) 유리 기판위.

(6)

~ 1µm/hour 임

17,18)

을 고려할 때 상온 분사 공정에 의한 성막이 어느 정도 빠른 수준임을 짐작할 수 있다. 동일한 분말과 공정조건으로 Fig.7에서 보인 바와 같이 균열, 박

리없이 4“ 웨이퍼의 전면에 두께 약 7 µm의 압전 PZT 박막이 성막하였으며 건전한 압전 박막이 형성되어 있음 을 확인 할 수 있다. 이는 상온 분사 공정을 이용하여 실 리콘 기반의 MEMS 센서로의 적용 가능함을 보여준다.

압전 박막소재가 다양한 응용에 사용되기 위해서는 넓 은 두께 범위의 박막소재를 제조할 수 있어야 한다. 상온 분사 공정을 통하여 PZT계 압전 박막의 두께 조절 연구 를 행하였고, Fig 8은 두께조절을 통해 제조한 다양한 두 께를 가지는 압전 PZT 박막의 단면 주사전자 현미경 사 진을 보여준다. (a)와 (a)는 유기물 기공형성제가 도입되 지 않은 PZT 분말을 사용하여 상온 분사 공정을 이용하 여 제작된 압전 박막이고, (c)와 (d)는 유기물 기공형성제 를 도입하여 제조한 압전 박막이다. 세라믹 박막을 상온

Fig. 7.

두께 7µm의 압전 박막이 성막된 4“ 웨이퍼.

Fig. 8.

상온 분사 공정에 의해 제조된 PZT 압전 박막의 두께별 단면 주사전자 현미경 사진 (a) 3µm, (b) 10 µm, (c) 20 µm, (d) 100 µm.

(7)

분사 공정으로 제조하게 되면 두께가 증가함에 따라 계면 과의 잔류응력이 누적되어 쉽게 박리가 일어나기 때문에 수십µm 이상의 두꺼운 막은 인위적인 기공을 도입하여 제조하였다. 유기물 기공형성제를 도입할 경우 100 µm 이상까지 박리나 균열이 없고, 종래의 스크린 프린팅법 에 의한 후막 제조 공정에 대비하여 매우 치밀한 미세구 조를 유지하고 있음을 그림 (d)에서 확인 할 수 있다. 아 울러 동일한 분말을 사용하여 제조된 압전 특성을 두께 에 따라 비교해 보면 (Fig. 8의 (c)와 (d)의 압전 상수 평 가치 참조) 박막의 두께가 증가함에 따라 압전 상수 d

33

의 경우는 기판과의 클램핑효과가 완화되어 높은 값을 가지게 된다. 이것은 센서로서의 중요한 특성인 압전 전 압 상수 와 압전 전압 출력 지수 역시 박막의 두께가 증 가함에 따라 크게 향상될 수 있음을 의미한다.

고감도 온도센서를 개발하기 위해서는 온도의 변화에 따라 전기적인 특성이 바뀌는소재가 필요한테, 대표적인

온도 감응 소재로서 부온도 계수 (NTC) 써미스터 소재 를 들 수 있다. NTC 써미스터 소재를 온도 센서로 사용 할 때, 온도에 대한 감응특성은 열응답도 B상수에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 즉, 열응답도 B상수가 커 짐에 따라 저항/온도 비의 변화가 지수적으로 증가하여 센서로서의 감도가 높아지는 것이다.

19)

NTC 소재중 가장 널리 사용되고 있는 NiMn

2

O

4

스피 넬계 소재의 분말을 고상반응법으로 850도에서 합성한 뒤 상온 분사 공정을 통하여 유리 기판위에 성막하여 온 도 센서로서의 가능성을 살펴 보았다. 막의 두께는 약 5 µm이 되도록 노즐의 왕복횟수를 조절하였으며, 성막후 열처리 온도의 변화에 따른 열응답지수 (B상수) 변화를 살펴보았다. Fig. 9는 제조된 NTC 박막과 사용된 원료 분말의 XRD 분석 결과와, 단면의 주사전자현미경 사진 을 보여준다. XRD 결과에서 보듯이 원료분말은 850도 10시간 열처리 후 이차상이 존재하지 않는 순수한 스피넬 결정구조의 NiMn

2

O

4

가 합성되었음을 확인 할 수 있고, 상온 분사 공정으로 성막 후에도 주 피크 (220)가 비록 낮고 넓게 나타나지만 결정상을 가지고 있음을 확인 할

Fig. 9. NiMn

2O4 스피넬계 NTC 소재의 (a) 분말, 성막후, 열처리후 필름의 XRD 분석 결과와 (b) 성막후 필름, (c) 700도 열처리후 필 름의 단면 주사 전자현미경 사진.

(8)

수 있다.

700도까지 열처리 후에는 스피넬 결정상에 해당하는 피크들의 강도가 높아진 것을 볼 수 있으며, 이는 성막 시 미세 결정립과 비정질 상으로 이루어 졌던 NTC 박막 이 열처리 후 결정화와 결정립 성장이 이루어짐을 나타 낸다. 주사 전자현미경으로 확인 되는 바와 같이 제조된 NTC 박막은 매우 치밀한 미세구조를 나타내며 기판과 의 박리가 없이 700도까지 열처리가 될 수 있음을 보여 준다. 투과 전자현미경 (TEM)으로 성막 직후의 NTC 박 막의 미세구조와 700도 열처리후의 미세구조를 관찰하

여 Fig. 10에 도시하였다. 앞의 XRD 결과에서 예상한 데로, 상온 분사 공정에 의해 성막된 NTC 막의 경우 수 nm의 매우 미세한 결정립과 비정질 상으로 이루어진 것 (전자빔 회절패턴 참조)을 볼 수 있다. 열처리를 함에 따 라 결정화와 결정립 성장이 이루어져 수십 nm의 결정립 으로 이루어진 NTC 박막을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 제조된 NTC 박막의 온도에 따른 저항의 변화를 측정하여 Fig. 11에 나타내었으며, 치밀화와 나노결정립 에 의하여 NTC 소재의 열응답도 B상수는 3500K 이상 을 가짐이 확인 되었다 종래의 일반적인 스크린 프린트 법등에 의한 동일조성의 B상수가 3000K를 넘기 어려운

Fig. 10. NiMn

2O4 NTC 박막의 투과 전자현미경 사진 (a) 성막후, (b) 700도 열처리후. 각 그림의 우상단의 패턴은 전자빔회절패턴을 나타냄.

Fig. 11. NiMn

2O4 NTC 박막의 측정온도와 열처리 온도에 따른 전기저항의 변화.

Temperature(K) 1/T(K-1)

Resistance (Ohm) Ln Resistance

(9)

것으로 보고되고 있는 바, 본 결과는 상온 분사 공정에 의한 NTC 박막의 치밀화와 나노결정립이 NTC 소재의 열응답도를 크게 향상시킬 수 있는 방법임을 의미한다.

아울러 실제 NTC 소재의 적용에 있어서 조절 필요가 있 는 상온 저항을 열처리 온도의 변화로 가능함을 보여준 다. 본 연구에 의해 제조된 NTC 박막소재를 이용하고, AD 컨버터, 마이컴을 이용하여 온도 센서를 제작하여 상온 분사 공정에 의한 NTC 박막이 온도센서로서 적용 가능함을 보였고, 프로토 샘플의 사진을 Fig. 12에 나타내 었다.

로봇용 촉각센서와 교량, 발전소, 항공기 등 대형 구조 물의 구조 안전진단 센서 등에 적용되는 물리량 감지센 서에 대한 수요가 최근 증가하고 있다. 이러한 센서들이 고감도, 고분해능을 갖기 위해서는 고성능 물리량 감지 소재가 원천적으로 필요하다. 또한, 최근의 기술 동향은 하나의 물리량 감지 센서에서 다양한 물리적 자극들을

동시 감지할 수 있는 복합센서의 요구가 점차 커지고 있 는데, 이를 위해서는 이종 소재들의 다층 박막 물리량 감 지 소재 기술이 필요하며, 이를 통해 최종적인 센서소자 의 초소형화와 주변 환경에 대한 신호잡음의 보상이 가 능할 것으로 기대된다.

본 연구팀에서는 상온 진공 분사 공정을 사용하여 기 존 기술로 불가능 했던 두께 수 십 마이크로미터 이상의 고성능 세라믹 박막을 제조하여 압전 센서, 전극, 온도센 서용 세라믹 박막소재 각각의 임계성능을 구현하고 이들 을 적층하여 신기능을 창출하고자 연구를 진행하고 있다.

예를 들면, 현재 자동차, 로봇 등에 사용되고 있는 각종 센서 등이 본 기술을 통하여 원칩화 또는 집적화 (inte- gration) 되어 단독부품으로 적용됨에 따라 생산시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수요자의 요구에 따 라 맞춤형 센서칩을 생산할 수도 있을 것이다. 즉 본 기 술을 통한 연구개발로, 단일 공정에 의한 압력, 진동, 온도 등의 고감도 복합 물리량 감지 센서용 다층 박막소재의 개발이 가능하여 복합감지 센서소재 세계시장을 선도할 수 있을 것이다.

Fig. 12.

상온 분사 공정에 의해 제조된 NTC 박막소재를 이용한 프로토타입 온도센서.

(10)

본 연구는 지식경제부 소재원천기술개발사업으로 진 행중이며, 이에 감사드립니다.

1. J. Akedo, “Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices,”

J. Therm.

Spray. Technol., 17 [2] 181-98 (2008).

2. 박동수, 한병동, 최종진, 윤운하, 류정호, “에어로졸 데 포지션 (Aerosol deposition)에 의한 나노구조 세라믹 스 코팅공정 기술,”세라미스트, 10 [2] 7-17 (2007) 3. J. Akedo and M. Lebedev, “Piezoelectric Properties and

Poling Effect of Pb(Zr,Ti)O

3

Thick Films Prepared for Microactuators by Aerosol Deposition,”Appl. Phys.

Lett., 77 [11] 1710-12 (2000).

4. J. Ryu, J.-J. Choi, B.-D. Hahn, D.-S. Park, W.-H. Yoon, and K.-H. Kim, “Fabrication and Ferroelectric Properties of Highly Dense Lead-free Piezoelectric (K

0.5

Na

0.5

)NbO

3

Thick Films by Aerosol Deposition,”Appl. Phys. Lett.,

90 152901 (2007).

5. J. Ryu, C.-S. Park, J.-J. Choi, B.-D. Hahn, W.-H. Yoon, B.-K. Lee, D.-S. Park, S. Priya, K.-Y. Kim, and C.

Park, “Dielectric and Ferroelectric Behavior of Aerosol Deposited Thick Films in Pb(Zr

0.52

Ti

0.48

)O

3

-Pb(Zn

1/3

Nb

2/3

)O

3

System,”Phil. Mag. Lett., submitted.

6. J.-J. Choi, J.-H. Jang, B.-D. Hahn, D.-S. Park, W.-H.

Yoon, J. Ryu, and C. Park, “Preparation of Highly Dense PZN-PZT Thick Films by the Aerosol Deposition Method Using Excess-PbO Powder,”J. Am. Ceram.

Soc., 90 [11] 3389-94 (2007).

7. J.-J. Choi, B.-D. Hahn, J. Ryu, W.-H. Yoon, and D.- S. Park, “Effects of Pb(Zn

1/3

Nb

2/3

)O

3

Addition and Postannealing Temperature on the Electrical Properties of Pb(Zr

x

Ti

1-x

)O

3

Thick Films Prepared by Aerosol Deposition Method,”J. Appl. Phys., 102 [4] 44101 (2007).

8. J. Ryu, K.-Y. Kim, J.-J. Choi, B.-D. Hahn, W.-H. Yoon, B.-K. Lee, D.-S. Park, D.-Y. Jeong, and C. Park, “Flex- ible Dielectric Bi

1.5

Zn

1.0

Nb

1.5

O

7

Thin Films on Cu- Polyimide Foil ,”J. Am. Ceram. Soc., 92 [2] 524-27 (2009).

9. B.-D. Hahn, J.-J. Choi, J. Ryu, W.-H. Yoon, B.-K. Lee, D.-S. Park, and J.-H. Choi “Mechanical and In-vitro Biological Performances of Hydroxyapatite-Carbon

Nanotube Composite Coatings Deposited on Ti by Aerosol Deposition,”Acta Biomater., In print.

10. B.-D. Hahn, D.-S. Park, J.-J. Choi, J. Ryu, W.-H.

Yoon, B.-K. Lee, and H.-E. Kim, “Effect of the HA/

β-TCP Ratio on the Biological Performance of Calcium Phosphate Ceramic Coatings Fabricated by Room Temperature Powder Spray in Vacuum,”J. Am.

Ceram. Soc., 92 [4] 793-99 (2009).

11. M. Lebedev, J. Akedo, A. Iwata, S. Sugimoto, and K.

Inomata, “NiZnCu Ferrite Thick Film with Nano Scale Crystallites Formed by the Aerosol Deposition Method”, J. Am. Ceram. Soc., 87 1621-24 (2004).

12. J.-J. Choi, J. Ryu, B.-D. Hahn, W.-H. Yoon, B. K.

Lee, and D.-S. Park “Dense Spinel MnCo

2

O

4

Film Coating by Aerosol Deposition on the Ferritic Steel Alloy for Protection of Chromic Evaporation and Low- Conductivity Scale Formation,”J. Mater. Sci., 44 [3] 843-48 (2009).

13. J. Ryu, D.-S. Park, B.-D. Hahn, J.-J. Choi, W.-H.

Yoon, K.-Y. Kim, and H.-S. Yun, “Photocatalytic TiO

2

Thin Films by Aerosol-deposition: From Micron-sized Particles to Nano-grained Thin Film at Room Temperature”Appl. Catal. B, 83 [1] 1-7 (2008).

14. J. Ryu, K-Y. Kim, B.-D. Hahn, J.-J. Choi, W.-H.

Yoon, B.-K. Lee, D.-S. Park, and C. Park, “Photo- catalytic Nanocomposite Thin Films of TiO

2

-β-cal- cium Phosphate by Aerosol-deposition,”Catal. Comm.,

10 [5] 596-99 (2009).

15. 문선중, “센서산업의 최신 동향 및 기술전망,”월간 자동화 기술, 2-5 (2004, 8월).

16. V. Giurgiutiu, T. Datta, M. L. Myrick, “Nano Piezo Sensors for Structural Health Monitoring, Damage Detection and Failure Prevention,”unpublished arti- cle. 25 May, 2004.

17. I. Kanno, S. Fuji, T. Kamada, and R. Takayama,

“Piezoelectric properties of c-axis Oriented Pb(Zr,Ti)O

3

Thin Films,”Appl. Phys. Lett., 70 [11] 1378-80 (1997).

18. B. Rouregbam G. Poullain, B. Vilquin, and H. Murray,

“Orientation Control of Textured PZT Thin Films Sputtered on Silicon Substrate with TiOx Seeding,”

Mat. Res. Bull., 35 [9] 1381-90 (2000).

19. J. Ryu, K.-Y. Kim, J.-J. Choi, B.-D. Hahn, W.-H.

Woon, B.-K. Lee, D.-S. Park, and C. Park, “Highly Dense and Nano-grained NiMn

2

O

4

NTC Thermistor Thick Films Fabricated by Aerosol-Depsosition,”J.

Am. Ceram. Soc., in print.

(11)

2001 서울대학교 재료공학부 박사 2003 Penn State University Post Dr.

2006 ㈜ 삼성전기 OS 사업부 책임연구원 2006년~현재 재료연구소 기능세라믹연구

그룹 선임연구원

1990 University of Illinois at Chicago재료 공학 박사

2005 국립 창원대학교 겸직교수 2009 국립 부산대학교 겸임교수 1990~현재 재료연구소 기능재료연구본부장/

책임연구원

2004 서울대학교 재료공학부 박사 2005 서울대학교 신소재공동연구소 Post Dr.

2006년~현재 재료연구소 기능세라믹연구 그룹 선임연구원

2001 국립 부경대학교 물리학과 박사 1992년~현재 재료연구소 기능세라믹연구

그룹장/책임연구원

2008 서울대학교 재료공학부 박사 1996년~현재 재료연구소 기능세라믹연구

그룹/선임연구원

2007 서울대학교 재료공학부 석사 2007년~현재 재료연구소 기능세라믹연구

그룹/연구원

수치

Fig. 2. 상온 분사공정에 의해 제조된 PZT-PMnN계 압전 박막 (Zr:Ti=57:43)의 (a)  표면, (b) 단면 주사 전자 현미경 사진.
Fig. 3. PZT-PMnN계 압전 박막의 Zr:Ti  비율에 따른 (a)  유전특성, (b) 강유전 P-E  특성.
Fig. 9. NiMn 2 O 4 스피넬계 NTC  소재의 (a)  분말,  성막후,  열처리후 필름의 XRD  분석 결과와 (b)  성막후 필름, (c) 700도 열처리후 필 름의 단면 주사 전자현미경 사진
Fig. 11. NiMn 2 O 4 NTC  박막의 측정온도와 열처리 온도에 따른 전기저항의 변화.

참조

관련 문서

젂기연구원(창원 소재)도 지난 8월 1초에 1.03MW의 대용량 젂력을 공급해 순갂정젂이나 젂압급락에 대응핛 수 있는 '스메스' 개발에 성공 - 순갂정젂은

[r]

● 석탄화력에 의한 난방 및 스팀 공급 시스템을 환경성이 우수한 바이오매스 열에너지 시스템으로 전환 하기 위해서는 경제성이 아직 미흡한 바이오매스 열에너지

산업의 발달로 상업용 수요가 급증하고 있다. 또한 소 득증가와 편리한 삶에 대한 요구가 높아지면서 새로 운 전력수요가 지속적으로 발생하고 전력에 대한 의 존도도

앞서 언급한 바와 같이 간섭계를 통과한(또는 반사한)4가지 종류의 빛(Fi g.6) 의 세기는 입사된 빛의 파장 (λ) 과 간섭계를 구성하는 공진기(Cavi ty)의 길이 () 에

따라서 노인의 건강 수준의 향상을 위해서는 지역 특성과 여건에 맞는 프 로그램의 개발이 필요하며, 거주 지역에 따른 차이를 설명할 수 있는 특성을 파악하고자

지능형 이동 로봇의 자율주행에 필요한 주요 핵심기술로는 주변 환경을 센서를 통해 감지 하고 인식하는 기술, 이동 로봇이 자신의 위치를 파악하는 기술, 로봇으로부터

학생에게는 행정구역과 관계없이 적절한 통학수단을 제공한다. 마을 내 11) 주택 농어촌 주민 누구나 최저주거기준 이상의 주택에서 거주한다.