초록

본 연구에서는 무연 압전소재인 (K0.5Na0.5)NbO3 (이하 KNN이라 약칭) 세라믹스의 유전 및 압전특성에 대한 Ta 도핑 효과를 살펴보았다. X선 회절분석 결과 KNN은 페롭스카이트 구조를 나타내었고, Ta이 Nb 자리에 원자비로 20%까지 완전하게 치환되는 것을 알았다. KNN 내의 Ta 농도가 증가할수록 소결성은 저하되었지만, 압전상수 d33, 면진동모드 압전 결합계수 (kp), 전기기계적 품질계수 (Qm) 등은 향상되었다. 이들 d33, kp, Qm 값들의 최대치는 각각 156 pC/N, 0.37, 155에 도달하였다.

Abstract

We investigated the effect of Ta doping on the dielectric and piezoelectric properties oflead-free (K0.5Na0.5)NbO3 ceramics prepared using a conventional ceramic processing. X-ray diffractionanalysis revealed that Ta was perfectly substituted into Nb-sites in the range of 0 to 20 at%. As Tacontent in the KNN increased, the sinterability of KNN ceramics was significantly degraded while the Tadoping enhanced the piezoelectric constant d33, planar mode piezoelectric coupling coefficient (kp), andelectromechanical quality factor (Qm). The highest values for d33, kp, and Qm was found to be 156 pC/N,0.37, and 155, respectively.

• Keywords: Piezoelectric, Ceramics, Ferroelectric, Potassium sodium niobate