세라믹 재료(세라믹스)의 액상형성 온도를 낮추기 위한 새로운 액상조성 설계(ZnO) [보고서, 최종 발표자료 A+과목]

소개

세라믹 재료의 액상형성 온도를 낮춘다는 것은 비용 등 많은 면에서 기업에게 굉장히 중요한 연구과제이다.
본 과제는 액상소결(Sintering)을 통해 세라믹스의 액상형성 온도를 낮춘다는 점에서 시작된다.
1. 전기/광학적/화학적 특성이 우수한 ZnO의 새로운 액상형성 타켓온도를 설정한 뒤(참고문헌 분석)
2. 이를 만족하는 새로운 ZnO 액상조성을 상태도들을 분석하며 찾아낸다.

목차

1. 세라믹 소개
2. 국제 문헌 분석
3. 새로운 조성 설계
4. 결론
5. 참고문헌

본문내용

세라믹 소개
Ceramics introduction

ZnO를 소개하겠다
ZnO는 어떤 특성이 우수한가?
ZnO는 화학적 안정성이 우수하고 저가격 세라믹스다!
그리고!
다른 세라믹보다 우수한 전기적 특성 , 광학적 특성

전기적 특성
광학적 특성
응용 제품

ZnO가 궁금하다
전기적 특성, 광학적 특성을 이용한 응용제품
가스 센서
- 산화물 반도체 중 ZnO는 여기자의 결합 에너지(exciton bindingenergy)가 60 eV로 크고 밴드 갭 에너지가 3.37 eV로 큰 n형 반도체이다. 전도전자의 이동도가 크고 열적, 전기화학적으로 안정하다. ZnO 가스 센서는 가스에 대한 감도가 높고 값이 싸며 휴대성이 좋다.
- 최동한, 「ZnO를 기반으로 한 에탄올 가스센서」

트랜지스터
박막 트랜지터스터(TFT)의 한 종류로 가시광선을 통과하는것이 특징이다.(투명성)
일반적인 반도체는 밴드 갭은 작기 때문에(Si는 1.12[eV]) 광자(photon)가 원자 격자 사이에 들어왔을 경우에는 비교적 긴 파장의 것도 있어서 전자가 흡수하면 conduction band에 여기 된다.
그러나 ZnO(Zinc oxide)로 만들어진 소자는 밴드 갭이 넓고(ZnO는 3.35[eV]) Si에서 흡수되어 버리는 파장의 광자도 흡수하지 않고 투과한다. (실제로 ZnO는 파장 300 ~ 1300 nm 범위에서 80% 이상 투과됨)

참고자료

· Choon-W. Nahm, "Varistor properties and aging behavior of ZnO-V2O5-Mn3O4 ceramics with sintering process", Journal of Materials Science: Materials in Electronics Volume 22, Number 8, 2011, page1010-1015
· Rabab Khalid Sendi , Ayman Munshi, Shahrom Mahmud, “Particle size and annealing ambient effect on properties of ZnO–.Bi2O3–.Mn2O3 varistor derived from ZnO micro- and nanoparticle powders”,
· Superlattices and Microstructures, vol 69, 2014, page 212–225
· J. OTT, A. LORENZ, M. HARRER, E.A. PREISSNER, C. HESSE, A. FELTZ, A.H. WHITEHEAD & M. SCHREIBER, "The Influence of Bi2O3 and Sb2O3 on the Electrical Properties of ZnO-Based Varistors", Journal of Electroceramics, Volume 6, Number 2, 2001, page 135-146
· 최동한, "Journal of Sensor Science and Technology", 'ZnO를 기반으로한 가스센서', Vol. 22, No. 6(2013), p.444