[신소재공학씄험]ZnO 바리스터왿� YSZ 나노 분말

1. 실험 이론 및 원리
가. 바리스터의 정의
바리스터(Varistor)는 Variable Resistor의 약어로 인가전압에 따라 저항이 변하여 비직선적인 전압-전류 특성을 나타내며 MOV(Metal Oxide Varistor), VDR(Voltage Dependent Resistor)로 불리기도 한다. 바리스터는 보호하고자 하는 부품이나 회로에 병렬로 연결하여 과도전압이 증가하면 낮은 저항 회로를 형성하여 과도전압이 더 이상 상승하는 것을 막아준다.

나. 바리스터의 개요
바리스터의 주성분은 산화아연(ZnO)이며 결정립계 형성을 위한 비스무트(Bi), 결정립의 제어를 위한 안티몬(Sb), 전기전도도 향상을 위한 코발트(Co), 기타 특성들의 개선을 위한 알루미늄(Al)등이 포함되어있다.

바리스터 미세구조 모식도바리스터의 미세구조에서 ZnO 결정립(grain)은 매우 높은 전기 전도도를 가지고 있는 반면 입계면을 형성하고 있는 다른 산화물은 매우 큰 저항을 갖는다. 이왿� 같은 특성 때문에 전류는 입계면이 적은 방향으로 흐르게 되며 바리스터의 전기적 특성은 수많은 미세 결정립들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 나타나게 된다. 또한 이것은 바리스터의 물리적인 치수를 조절하여 전기적 특성을 컨트롤 할 수 있다는 점을 내포하고 있다.

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5. 토의 사항
가. 실험 고찰
1) ZnO
ZnO에 대한 X선 회절 분석, SEM 등을 통해 입방 구조왿� 미세조직을 관찰할 수 있었다. ZnO, 즉, 산화아연은 디스플레이 산업이 중요한 현대사회에 디스플레이 산업과 정보통신 산업에 응용하기에 적합한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있다. 산화아연은 이미 투명전극, 가스센서, SAW 소자 등에 이용되어왔으며 우리가 실험한 바리스터 역시 여러 분야에 이용되어왔다. 최근에는 발광소자(LEDs), 레이저 소자(LDs) 등의 광학 소자 분야왿� 스핀트로닉스 분야에 응용하기 위한 DMSs로 주목받고 있다. 이러한 기술을 실현시키기 위해 기존의 반도체 재료의 개선 및 새로운 반도체 재료의 연구 및 개발이 더 필요하다.