고온 안정성의 유리계로 알려진 회토류 알루미나 규산염계중, Nd2O3-Al2O3-SiO2(NdAS)계 유리의 응용범위를 찾고자 결정화유리를 제조하여 그 물성의 특성을 평가하였다. NdAS에 결정화제로 TiO2를 첨가하여 내부결정화를 유도하여 생성된 결정화유리에 대하여 결정상과 잔류유리의 물리적, 열적, 기계적 물성을 측정하였다. NdAS-TiO2유리계는 열처리와 조성 조건에 따라 생성된 표면 및 내부결정상은 같은 결정상을 갖는 것으로 X선회절의 결과로 확인되었으나, 알려 있지 않은 결정상으로 내부결정의 경우, 원자구성비는 Nd4.6Si7.2Al4.0Ti2.4O32이었다. 결정화유리의 선팽창계수는 5.4~6.2×10-6/˚C 정도로 경정성장이 일어날수록 증가되었다. 결정화유리중의 결정상의 경도와 탄성계수는각 각 12GPa, 220Gpa으로 나타난 것을 고려한다면 내부결정화에 의한 결정화유리의 물성은 고온 구조용 재료로 활용도가 넓을 것으로 본다.

PDP용 투명유전체 재료로 사용되는 PbO-B2O3-SiO2-Al2O3계의 소성과정 중에서 투명전극 (ITO)과의 반응성 및 광학적, 열적, 전기적 특성을 조사하였다. 본 연구에서 유전체막.두께는 12μm으로, 온도는 550-580˚C에서 소성한 후 여러 물성을 평가하였다 그 결과로, 유전체와 투명전극(ITO)의 반용에서, In 이온이 유전체층으로 확산이동하였으며, Sn 확산은 거의 발생하지 않았다. 선팽창계수, 유전상수, 유리전이온도,광 투과율은 유전체 조성의 PbO 양에 큰 영향을 받았다. PbO양 증가는 선팽창계수와 유전상수를 증가시킨 반면, 유리전이온도와 광 투과율온 저하시켰다. Al2O3/B2O3 비가 증가함에 따라서는 선팽창계수는 감소, 유전상수는 증가, 광 투과율은 감소하였으며, 유리 전이점 변화는 거의 나타나지 않았다.

졸-겔공정을 이용하여 SiO2 및 TEOS에 유기 고분자로서 PDMS가 도입된 PDMS/SiO2 xerogel을 제조하고 촉매로서 HCI과 NH4OH를 이용한 2 step acid/base catalyzed공정에 의해 SiO2 및 PDMS/SiO2 xerogel의 기공 크기 및 분포를 제어하였다. 촉매로서 HCl이 첨가된 SiO2 및 PDMS/SiO2 xerogel에서 PH는 2.3~2.5, gel화 시간 12~13일, xerogel의 모양은 Pellet형태를 나타내나 HCl/NH4OH 몰비가 증가하면 pH 및 gel화 시간은 급격히 감소하고 xerogel의 모양도 pellet형과 column형으로 뚜렷하게 구분된다. 이는 반응의 최종용액이 산성이면 가수분해속도가 축합속도보다 빠르게 진행되어 9el화에 오랜 시간이 소요되어 pellet형의 Xerogel이 되나 약산성에서는 축합속도가 가수분해속도보다 빠르게 되어 gel화 시간은 빨라지고 column형의 xerogel이 되기 때문이다 SiO2 및 PDMS/SiO2, xerogel의 표면적 및 평균기공크기는 HCl/NH4OH 몰비가 증가함에 따라 각각 400→600(m2/g)과 15→28Å 으로 변화하고 단일 기공크기분포를 갖는다. 이는 초기에 HCl에 의해 가수분해된 종이 NH4OH에 의해 축합속도가 촉진되어 silica의 골격구조가 낮은 온도에서 규칙적으로 형성되고 열처리에 의해 균일한 기공으로 되었기 때문이다.

Sputter Cu(1-4.5at.%Mg) alloy를 100mTorr이하의 산소압력에서 온도를 증가시키며 열처리하였을 때 표연과 계면에서 형성된 MgO의 확산방지막 특성을 살펴보았다 먼저, Cu(Mg)/SiO2/Si 구조의 샘플을 열처리했을 때 계면에서는 2Mg+SiO2→2MgO+Si의 화학반응에 의해 MgO가 형성되는데 이 MgO충에 의해 Cu가 SiO2로 확산되는 것이 현저하게 감소하였다. TiN/Si 기판 위에서도 Cu(Mg)과 TiN 계면에 MgO가 형성되어 Cu(4.5at.%Mg)의 경우 800˚C까지 Cu와 Si의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO위에 Si을 증착하여 Si/MgO(150 Å)/Cu(Mg)/SiO2/Si구조로 만든 후 열처리했을 때 150 Å의 MgO는 700˚C까지 Si과 Cu의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO(150 Å)의 누설전류특성은 break down 5V, 누설전류 10-7A/cm2의 값을 나타냈다. 또한 Si3N4/MgO 이중구조에서는 매우 낮은 누설전류밀도를 나타냈으며 MgO에 의해 Si3N4 증착시 안정적인 계면이 형성됨을 확인하였다.

상변화형 광디스크는 직접 반복기록에 의한 고속기록, 고밀도화가 가능하고 높은 전송속도, 재생신호의 C/N (carrier to noise) 비가 좋은 장점을 가지고 있으나 반복되는 열에너지에 의한 디스크의 변형과 소거도의 저하, 기록 반복성의 저하가 문제가 된다. 이러한 반복성의 저하를 개선하기 위해 적절한 디스크의 구조와 기록막의 상하부에 유전체 보호막인 ZnS-SiO2 박막층을 삽입하였다. 박막 제조시 많은 실험변수의 제어를 위해 다꾸찌 방법을 통하여 타겟 R.F. Power 200W, 기판 R.F. Power 20W, 아르곤 압력 4mTorr, 전극거리 6cm의 최적조건을 얻을수 있었다. TEM과 XRD분석 결과, 전극거리가 가까워질수록 높은 증착속도로 인하여 미세한 조직구조를 가지고 있으며, 일정거리 이상 가까워지면 막의 morphology에 나쁜 영향을 끼침을 알 수 있었다. 이러한 막의 morphology의 영향으로 투과율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. AFM과 SEM분석에서는 전극거리가 가까워질수록 높은 증착속도로 인하여 morphology에 나쁜 영향을 끼치고 있음을 확인할 수 있었다. 최적조건에서 증착한 박막은 우수한 morphology를 가진 초미세구조의 치밀하고 결함이 없는 박막이었다. 이 박막은 상변화형 광디스크에서 열적 변형을 억제하고, 열전도를 감소시켜 우수한 유전체 보호피막의 역할을 할 수 있다. 그리고, 전극거리가 ZnS결정립의 크기와 증착속도, morphology에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.