Recently, the role of optical modulator becomes more important because of large demand of the optical communication system. Linear and quadratic electro-optic coefficients are important figure of merit to determine the performance of the optical modulator. In a fabrication of this optical modulator using integrated optics, thin film materials with high transmittance and good nonlinear optical property are strongly demanded.
Among the ferroelectric thin films, lead zirconium titanate, $Pb(Zr, Ti)O_3$ PZT, thin films were considered for electro-optic modulators due to its good electro-optic properties. PZT thin films were fabricated on ITO/glass substrates using sol-gel method. The main processing variable was drying temperature of PZT thin film because it was known that the final properties of PZT thin film were determined by the drying temperature. After deposition of PZT thin film, Pt dot (Φ= 1mm) electrodes were deposited on PZT/ITO/glass and used for the reflection of optical beam and the measurement of electric properties. Crystallization, microstructure and electric properties(P-E, C-V, C-f) of thin films were measured using XRD, SEM and electrical measurement systems. The two-beams polarization interferometer was used for measurement of linear and quardratic electro-optic coefficients in PZT thin films. The effects of the drying temperatures on the electro-optic properties of PZT thin films were investigated, and the electro-optic coefficients were related to the crystallization, microstructure and electric properties of PZT thin films.
최근들어 광변조기의 역할은 광통신산업에서의 많은 수요로 인해 더욱 그 중요성이 커지고 있는 실정이다. 1차 및 2차 전광계수 값은 이러한 광변조기의 성능을 평가하는데 있어 가장 중요한 요소이다. 또한 적층광학기술을 이용한 광변조기의 제작에 있어 높은 투광도와 우수한 비선형 광학특성을 지닌 박막형태의 재료를 광변조기에 적용하는 것이 더욱 중요하게 되었다. 따라서 본 논문에선 강유전체 박막 중에서 PZT박막의 우수한 전광특성을 이용하여 광변조기로의 적용성에 대해서 연구를 진행하였다. PZT 박막은 졸-겔법을 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착되었다. 주된 공정 변수는 PZT 박막의 성질을 결정하는 것으로 알려진 건조온도를 설정하였다. PZT 박막의 증착 후에 전기적 성질 측정 및 광학 실험에서의 빛의 반사를 위해 Pt dot을 증착하였다. PZT 박막의 결정성 및 전기적 성질(P-E, C-V, C-f) 분석을 위하여 XRD, SEM, 전기적 성질 분석 장비를 사용하였다. PZT 박막의 전광계수 측정을 위하여 two-beam polarization interferometer가 사용되었다. 결론적으로 PZT 박막제조에서의 건조온도가 전광계수의 변화에 미치는 영향을 조사하였으며, 전광계수는 PZT 박막의 결정성 및 전기적 성질에 의존함을 알 수 있었다.
