Crystal growth & X-ray diffraction, Structure transition of BaTiO3 결과보고서

소개글

물리학과 4학년 실험과목에서 제가 작성했던 보고서입니다.
정말 최선을 다해서 보고서를 작성했고 그결과 성적은 A+받았습니다.

목차

1.결론
2.개요
3.실험결과
4.결론

본문내용

Crystal growth & X-ray diffraction, Structure of BaTiO_3

결론 : Perovskite 구조인 CaTiO3, SrTiO3, BaTiO3를 고상소결법을 통해 제작하여 XRD분석을 통해 각 결정에서 회절이 일어나는 각도를 확인하고, 이를 통해 각 결정들의 구조를 알 수 있었다. 또한 BaTiO3의 전기용량을 측정하여 BaTiO3의 유전율을 확인하고, 상전이가 일어나는 Curie temperature을 확인하였다.

개요
이번 실험은 크게 두 부분으로 나눌 수 있다. XRD를 통한 결정의 분석과, 전기용량 측정을 통한 BaTiO3¬의 상전이 관찰이다. 우선 XRD를 통한 결정의 분석실험에서는 XRD장비로 분석할 시료들을 제작하였다. XRD로 분석할 결정은 CaTiO3, SrTiO3, BaTiO3로 모두다 Perovskite 구조이다. 각각의 결정들은 다음의 화학식을 고상소결법을 통해 제작하였다. 또한 각 화합물의 몰 질량을 고려해 다음과 같은 질량비로 제작하였다. [표1]에서 BaTiO3는 XRD실험 뿐만 아니라 상전이 실험에도 필요하기 때문에 다른 결정보다 5배 많게 제작하였다. 최종질량의 경우 두 화합물의 단순 합보다 작게 나오는데, 이는 고상소결법을 진행하면서 이산화탄소가 빠져나가 질량손실이 발생하기 때문이다.
[표1]의 각 화합물들을 막자사발에 넣어 곱게 갈아주고 섞은 다음 퍼니스에 넣고 900oC에서 36시간 동안 가열하였다. 36시간 뒤에는 퍼니스에서 각 시료들을 꺼내 다시 갈아준 다음 다시 퍼니스에서 900oC에서 36시간 동안 가열하였다. XRD 분석의 경우에는 직접 XRD 장비를 가동하여 결과를 얻어낸 것이 아닌, 교내의 산학협력단에 제작한 시료의 일정량을 가져가서 분석을 맡겼다. 따라서 받은 분석결과를 통해 각각의 시료의 구조를 분석하였다.

참고 자료

Charles Kittel, 고체물리학 (범한서적주식회사, 2016), p. 25-42, 469-480
Structure factor Derivation of S:Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Structure_factor (accessed April, 28, 2019)