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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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본 연구에서는 복합 페로브스카이트 구조인 Ba(Mg0.5W0.5)O3계에서 Site치환이 소결 mechanism, 결정상 생성과 유전특성에 미치는 영향을 연구하였다.
A-site의 BaO를 SrO로 치환한 경우, 즉, (Ba1-xSrx)(Mg0.5W0.5)O3 (0 ≤ x ≤ 0.30) 조성의 경우, 모든 조성에서 1:1 규칙화 구조를 나타내었고 액상인 BaWO4 상이 생성되어 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 소결성을 향상시키는 것으로 판단되었다. 또한, x=0.2 조성의 경우 품질계수는 99,000GHz 이상으로 순수 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 품질계수 60,000GHz 보다 높은 값을 나타내었으며 공진주파수의 온도계수는 0ppm/℃로 나타났다. 이는 첨가된 SrO에 의해 Perovskite 구조의 tolerance factor를 감소시켰기 때문으로 판단되었다.
B-site의 MgO와 WO3를 각각 Y2O3와 TiO2로 치환한 경우, 즉, Ba(Mg0.5-2xY2xW0.5-xTix)O3, 0.005≤x≤ 0.05 조성의 경우 모든 조성에서 1:1 규칙화 구조를 나타내었으며 액상인 BaWO4상은 나타나지 않았다. Y2O3와 TiO2의 첨가량이 증가함에 따라 격자상수는 지속적으로 증가하였으며 이는 첨가된 Y2O3와 TiO2가 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 격자내에 고용되었기 때문으로 판단된다. 첨가량이 증가함에 따라 격자상수가 증가하는 이유는 격자내에 고용된 Y3+의 이온반경(0.90Å)이 모재인 Mg2+의 이온반경 (0.72Å)보다 크기 때문으로 판단된다. Y2O3와 TiO2의 첨가량이 증가하면서 유전율이 지속적으로 증가하였으며 Y3+의 이온분극률 (3.81 Å3)이 모재내 Mg2+의 이온분극률 (1.32Å3)보다 크기 때문으로 판단된다.
A-site와 B-site를 동시에 치환한 (Ba1-xSrx-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0.15≤x≤0.30, 0≤y≤0.04계의 경우 전조성에서 1:1 규칙화를 나타내었으며 이차상인 BaWO4상이 생성되었다. SrO와 Y2O3 첨가량이 증가함에 따라서 BaWO4 피크의 강도가 증가하는 것으로 나타났으며 Na+는 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 고온 안정성을 저해하는 것으로 판단되었다. (Ba0.80Sr0.19Na0.01)(Mg0.49Y0.01W0.5)O3 조성에서 유전율은 19.5, 품질계수는 193,794GHz, 공진주파수의 온도계수는 0 ppm/℃의 유전특성을 나타내었다.
A-site의 BaO를 SrO로 치환한 경우, 즉, (Ba1-xSrx)(Mg0.5W0.5)O3 (0 ≤ x ≤ 0.30) 조성의 경우, 모든 조성에서 1:1 규칙화 구조를 나타내었고 액상인 BaWO4 상이 생성되어 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 소결성을 향상시키는 것으로 판단되었다. 또한, x=0.2 조성의 경우 품질계수는 99,000GHz 이상으로 순수 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 품질계수 60,000GHz 보다 높은 값을 나타내었으며 공진주파수의 온도계수는 0ppm/℃로 나타났다. 이는 첨가된 SrO에 의해 Perovskite 구조의 tolerance factor를 감소시켰기 때문으로 판단되었다.
B-site의 MgO와 WO3를 각각 Y2O3와 TiO2로 치환한 경우, 즉, Ba(Mg0.5-2xY2xW0.5-xTix)O3, 0.005≤x≤ 0.05 조성의 경우 모든 조성에서 1:1 규칙화 구조를 나타내었으며 액상인 BaWO4상은 나타나지 않았다. Y2O3와 TiO2의 첨가량이 증가함에 따라 격자상수는 지속적으로 증가하였으며 이는 첨가된 Y2O3와 TiO2가 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 격자내에 고용되었기 때문으로 판단된다. 첨가량이 증가함에 따라 격자상수가 증가하는 이유는 격자내에 고용된 Y3+의 이온반경(0.90Å)이 모재인 Mg2+의 이온반경 (0.72Å)보다 크기 때문으로 판단된다. Y2O3와 TiO2의 첨가량이 증가하면서 유전율이 지속적으로 증가하였으며 Y3+의 이온분극률 (3.81 Å3)이 모재내 Mg2+의 이온분극률 (1.32Å3)보다 크기 때문으로 판단된다.
A-site와 B-site를 동시에 치환한 (Ba1-xSrx-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0.15≤x≤0.30, 0≤y≤0.04계의 경우 전조성에서 1:1 규칙화를 나타내었으며 이차상인 BaWO4상이 생성되었다. SrO와 Y2O3 첨가량이 증가함에 따라서 BaWO4 피크의 강도가 증가하는 것으로 나타났으며 Na+는 Ba(Mg0.5W0.5)O3의 고온 안정성을 저해하는 것으로 판단되었다. (Ba0.80Sr0.19Na0.01)(Mg0.49Y0.01W0.5)O3 조성에서 유전율은 19.5, 품질계수는 193,794GHz, 공진주파수의 온도계수는 0 ppm/℃의 유전특성을 나타내었다.
목차
- 목 차 -AbstractList of TableList of Figure제 1장 서론 1제 2장 이론적 배경 4제 2-1절 유전체 공진기 4제 2-2절 마이크로파 유전특성 7제 2-2-1 절 유전율 7제 2-2-2 절 품질계수 7제 2-2-3 절 마이크로파 유전체의 공진과 공진주파수 13제 2-2-4 절 공진주파수의 온도계수 16제 2-2-5 절 마이크로파 유전체의 유전특성 측정 17제 3장 실험 방법 27제 4장 B-site를 치환한 계 27제 4-1 절 Ba(Mg0.48Y0.02W0.49M0.014+)O3 계, M4+=Ti,Sn,Hf,Zr,Ce 27제 4-2 절 Ba(Mg0.5-2xY2xW0.5-xTix)O3 계, 0.005≤x≤ 0.05 27제 5장 A-site 및 B-site를 치환한 계 45제 5-1 절 (Ba0.95Na0.02)(Mg0.48M0.023+W0.5)O3계, M3+ = Al, Ga, Sc, Yb, Y, Dy, Gd, Sm 45제 5-2 절 (Ba1-xMx+)(Mg0.5-xYxW0.5)O3계, M+ = Na, K, Lo, M3+ = Y, Yb, In 0.01≤x≤0.05 56제 5-2-1 절 (Ba1-xNax)(Mg0.5-xYxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 56제 5-2-2 절 (Ba1-xNax)(Mg0.5-xYbxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 64제 5-2-2 절 (Ba1-xNax)(Mg0.5-xInxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 64제 5-2-2 절 (Ba1-xKx)(Mg0.5-xYxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 64제 5-2-2 절 (Ba1-xKx)(Mg0.5-xYbxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 64제 5-2-2 절 (Ba1-xLix)(Mg0.5-xYxW0.5)O3계, 0.01≤x≤0.05 64제 5-3 절 (Ba1-xSrx-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계,0.15≤x≤0.30, 0≤y≤0.04 96제 5-3-1 절 (Ba0.85Sr0.15-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0≤y≤0.04 96제 5-3-2 절 (Ba0.80Sr0.2-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0≤y≤0.04 103제 5-3-3 절 (Ba0.75Sr0.25-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0≤y≤0.04 110제 5-3-4 절 (Ba0.70Sr0.3-yNay)(Mg0.5-yYyW0.5)O3계, 0≤y≤0.04 117.제 6장 참고문헌 131제 7장 결 론 134
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