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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2018.7
- 수록면
- 313 - 319 (7page)
- DOI
- https://doi.org/10.4313/JKEM.2018.31.5.313
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ZnO에 새로운 액상 소결 첨가제(Zn2BiVO6)와 Mn3O4를 1/3 mol% 첨가한 ZnO 바리스터(ZZMn: ZnO-Zn2BiVO6-Mn3O4)의 미세구조와 전기적 특성을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. ZZMn에서 액상 소결첨가제인 Zn2BiVO6은 계의 소결온도를 대략 800℃까지 낮추고 소결 후 대부분 입계에 분포하며, Mn의 첨가는 우수한 바리스터 특성(비선형 계수 α=62)을 유도하였다. 소결온도가 800℃에서 1000℃로 높아짐에 따라 ZnO의 비저항은 0.34 Ωcm에서 0.16 Ωcm으로 낮아지지만 바리스터 특성은 급격히 떨어졌다. ZZMn에서 산소공공 결함(P1: 0.36~0.43 eV)이 확인되며, 입계는 소결온도에 따라 겉보기 활성화 에너지가 P2(0.51~0.70 eV)와 P3(0.70~0.93 eV)인 두 종류의 입계로 구성되어 있으며, 각각 잠정적으로 ZnO/Zn2BiVO6-rich 계면과 ZnO/ZnO 계면으로 할당할 수 있다. 각 성분(결함 및 두 종류의 입계)의 정전용량(Cav.)은 소결온도가 높아짐에 따라 높아지며, ZnO/Zn2BiVO6-rich 계면(C2)이 가장 낮고 ZnO/ZnO 계면(C3)이 가장 높게 나타났다. 모든 성분의 저항(R1, R2, R3)은 측정온도가 높아짐에 따라 지수적으로 감소하였다. 따라서 본 연구의 새로운 ZZMn계 바리스터는 ~800℃의 보다 낮은 온도에서 소결이 가능하고 바리스터 특성이 우수하지만 2중 입계를 형성하기 때문에 높은 신뢰성을 확보하기 위하여 첨가제 제어를 통한 다성분계에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것으로 판단되었다.
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