티탄산스트론튬 개요

티탄산스트론튬의 응용배경 및 개요

티탄산스트론튬은 유전율이 높아 전자세라믹분말의 중요한 원료이다. 이 제품은 유전 손실이 낮고 열 안정성이 좋은 장점이 있어 전자 산업에서 널리 사용됩니다. 자연과학 잡지에는 티탄산스트론튬의 제조에 관한 많은 보고가 있습니다. 가장 대표적인 방법은 2002년 무기염산업계의 "티탄산스트론튬분말의 새로운 합성방법에 관한 연구"에서 제공한 실험실 방법이다. 이 방법은 사염화티타늄과 염화스트론튬을 원료로 하고, 탄산암모늄과 암모니아수를 침전제로 사용하며 화학적 공침전을 이용하여 티탄산스트론튬 분말을 합성하는 방법이다. 제품 순도와 스트론튬-티타늄 비율에 대한 공정 조건의 영향을 연구합니다.

반응조건은 사염화티타늄과 염화스트론튬의 몰비가 1.02, 탄산암모늄과 염화스트론튬의 몰비가 1.40, 반응온도는 상온, 900℃에서 4시간 소성이 필요하며; 이 방법의 단점은 하소 시간이 오래 걸리고 일부 티탄산스트론튬 입자의 성장으로 인해 입자 크기 분포가 고르지 않을 수 있다는 것입니다. 또한 일부 연구에서는 티탄산스트론튬의 결정화 메커니즘에 대해 자세히 설명했지만 티탄산스트론튬의 제조 방법과 티탄산스트론튬 합성 솔루션은 산업 생산에서 실현 가능성이 낮습니다. 세계적으로 티탄산스트론튬을 제조하는 방법에는 고상법, 공침법, 졸겔법, 유기착체전구체법 등이 있다.

고상법은 산화티타늄과 탄산스트론튬을 고온에서 소성하는 공정이다. 소성 후 티탄산스트론튬은 입자크기분포 조절이 어렵고, 순도가 낮기 때문에 제품의 성능에 큰 영향을 미친다. 공침법은 액상 화학반응을 통해 초미세 고순도 금속산화물 입자를 합성하는 데 사용되는 가장 초기의 방법이다. 침전법은 비용이 저렴하지만 다음과 같은 문제가 있습니다. 침전물은 일반적으로 콜로이드이므로 세척 및 여과가 어렵습니다. 침전제는 불순물로 쉽게 혼합되며, 침전과정에서 다양한 성분들이 분리될 수 있고, 세척과정에서 일부 침전물이 용해되기도 한다.

또한, 다수의 금속이온은 석출반응이 용이하지 않기 때문에 이 방법의 적용 범위도 좁다. 졸-겔법은 일반적으로 유기금속알콕시드를 원료로 사용하며, 가수분해, 중합, 건조 등의 과정을 거쳐 고체전구체를 얻고, 적절한 열처리를 거쳐 최종적으로 나노물질을 얻는다. 금속 알콕시드를 원료로 사용하기 때문에 이 방법의 비용이 상대적으로 높고 겔화 과정이 느리기 때문에 일반적인 합성주기가 상대적으로 길다.

또한, 가수분해 및 중합이 용이하지 않은 일부 금속 이온은 겔 네트워크에 견고하게 결합되기 어려워 이 방법으로 얻어지는 초미세 고순도 복합산화물의 종류가 제한된다. 따라서, 현재의 고상법, 공침법, 졸-겔법, 유기착체전구체법 및 기타 공정으로 티탄산스트론튬을 제조할 경우에는 결함과 결점이 있다.

티탄산스트론튬은 전자 산업에서 중요한 원료로 발열체를 자동으로 조정하고 자기를 제거하여 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 세라믹 분야에서는 세라믹 커패시터, 압전 세라믹 재료, 세라믹 감응 소자 및 마이크로파 세라믹 소자를 제조하는 데 사용됩니다. 안료, 에나멜, 내열재료, 절연재료로도 사용할 수 있습니다. 티탄산스트론튬 단결정은 광학재료 및 인공보석으로 사용될 수 있다.

티탄산스트론튬 결정은 굴절률과 유전율이 높아 그 단결정은 광학재료나 인공보석으로 사용된다. 티탄산스트론튬을 기반으로 한 저온 초전도체도 만들어졌습니다. 그 적용 사례는 다음과 같습니다.

1. 공정이 간단하고 안정성이 좋은 티탄산스트론튬 트랜지스터를 준비합니다.

치환 도핑법, 레이저 분자빔 에피택시, 펄스 레이저 증착, 마그네트론 스퍼터링, 전자빔 증발 또는 분자빔 에피택시 및 기타 성막 방법을 사용하여 n형 티탄산스트론튬 SrAxTi1-xO3 또는 Sr1-xLaxTiO3 박막 재료(A는 Nb 또는 Sb)를 단결정 기판(예: SrTiO3, YSZ, LaAlO3, Nb:SrTiO3등); B가 In 또는 Mn인 p형 티탄산스트론튬 SrBxTi1-xO3 박막재료를 준비한다. 모든 x 값의 범위는 0.005에서 0.5입니다.

p형 티탄산스트론튬층과 n형 티탄산스트론튬층이 함께 에피택셜 성장되면, 서로 다른 전도성 유형을 갖는 이 두 층의 티탄산스트론튬막은 경계면에서 p-n 접합을 형성하고, 이 p-n 접합은 티탄산스트론튬 결정 다이오드를 구성합니다. p형 스트론튬 티탄산염 층, n형 스트론튬 티탄산염 층 및 다른 p형 스트론튬 티탄산염 층이 함께 에피택셜 성장될 때, 이 3개의 티탄산스트론튬 필름 층은 p-n-p 접합을 형성하고, 이 p-n-p 접합은 p-n-p 스트론튬 티탄산염 삼극관을 구성합니다. n형 스트론튬 티타네이트 층, p형 스트론튬 티타네이트 층 및 다른 n형 스트론튬 티타네이트 층이 함께 에피택셜 성장되면, 이 3개의 티탄산스트론튬 필름 층은 n-p-n 접합을 형성하고, 이 n-p-n 접합은 n-p-n 스트론튬 티타네이트 삼극관을 구성합니다.

스트론튬 티타네이트 트랜지스터는 전체 에피택셜 공정을 채택하므로 각 층의 두께와 캐리어 농도는 게르마늄 실리콘 트랜지스터보다 제어하기 쉽고 접합이 더 날카롭습니다. 티탄산스트론튬은 녹는점이 높고 안정성이 우수하므로 티탄산스트론튬 트랜지스터는 널리 사용되는 전자 장치가 될 것이며 티탄산스트론튬 집적 회로로 개발될 수도 있습니다.

2. 비정질 티탄산스트론튬박막소자의 제조방법,

기판 표면에 하부 전극 용액을 스핀 코팅한 후 어닐링하여 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극 표면에 티탄산스트론튬 용액을 스핀코팅한 후 베이킹하여 산성스트론튬막을 형성하는 단계; 비정질 필름을 형성하기 위해 티탄산스트론튬 필름을 어닐링하는 단계; 비정질 필름의 표면에 전자빔 증발 스퍼터링을 수행하여 상부 전극을 형성하여 비정질 티탄산스트론튬 박막 장치를 얻습니다.

비정질 티탄산스트론튬박막소자의 가장 큰 혁신은 소자의 주요 산화막층이 비정질막으로 제조방법이 간단하고, 제조공정 중 온도요건이 낮으며, 대량생산이 가능하다는 점이다. 또한, 제조된 티탄산스트론튬박막 소자는 안정성과 내피로성이 우수하고 재활용이 가능하다. 스위칭 비율이 큽니다. 400°C에서 어닐링하면 스위칭 비율이 103에 도달하고 응용 범위가 넓습니다.

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