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  • 자연과학계열

  • 재료공학 기초실험 - SEM 을 통한 미세구조 관찰[SEM을 이용 BaTiO3의 첨가제에 따른 grainsize에 대한실험 ]

  • 재료공학 기초실험 - SEM 을 통한.hwp
  • 등록인 leewk2547
  • 등록/수정일 13.12.12 / 13.12.12
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보고서설명
Backgrounds - SEM 의 원리 및 활용
주사 전자 현미경(SEM)은 말 그대로 주사 전현의 상(Scanning Electron Microscope)을 화상으로 볼 수 있는 장치를 뜻한다. SEM은 상부에 위치한 E-Gun의 Filament로부터 전자빔이 방출되어 각각의 components를 지나 시료에 전자 빔이 조사되고 시료에 조사된 전자 빔과 시료에서 반응 및 반사되어 나오는 각 전자를 검출기가 검출하여 이미지로 만들어 낸다. 시료에서 반응되어 나오는 전자들은 표면에서부터 30nm깊이에서 나오는 이차전자와 30nm~300nm사이에서 나오는 후방산란전자가 나오며 이를 검출하여 이미지화한다
본문일부/목차
BT(BaTiO3)는 capacitor재료로서 잘 알려져 있는 절연체이며 온도에 따라 5가지 구조로 존재할 수 있는 고체 물질로 높은 온도부터 낮은 온도 순으로 hexagonal, cubic, tetragonal, orthorhomic, rhombohedral구조를 가진다. BT는 perovskite구조로 cubic상을 제외한 모든 구조에서 자발적인 극성을 가지는 강유전성을 가진다. BT는 가열시 특정온도(ferroelectric Curie temperature)을 넘을 시 강유전성을 잃는 cubic구조를 가지게 된다. BT의 일부를 다른 원소로 치환시 반도체로도 이용 가능하다. 소성이란 조합된 원료를 가열하여 경화성물질을 만드는 조작을 말한다. 이번 실험에서 SEM을 이용하여 시료를 관찰한다. SEM은 빛 대신 전자를 쏘는 E-gun 이용하는 현미경으로서 광학현미경보다 10배이상의 확대를 가능케하며 정밀하다. SEM을 이용한 측정결과 BT를 질소가스상태에 950도에서 30분간 소성하였을 때 1:1비율로 첨가한 LiF와 ZnF2의 농도가 커질수록 평균 grain size 또한 커지는 것을 확인 할 수 있다. 같은 물질에서 온도가 올라감에 따라 grain size가 커지는데, 이번 실험에서 첨가제를 통해 결정이 생성되는데 필요한 에너지를 작아지므로 첨가제가 증가할수록 gain size가 커지는 것을 볼 수 있다.

4. Conclusion
BT는 강유전성을 지닌 capacitor재료로서 많은 특징을 가진다. 첨가물을 가하며 소성 후 SEM을 이용한 관찰결과 첨가물의 증가에 따라 grain size가 증가하는 것을 볼 수 있다. 우리는 이처럼 첨가물을 통해 BT결정을 만들 수 있으며, 이는 좀 더 단소화, 집적화를 원하는 반도체 박막 등에 중요한 기술이다.
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#재료공학 기초실험

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