Barium titanate has been used as a representative material of MLCC which is a component of electronic equipment due to its high dielectric constant. Barium titanate powder with small particle size is needed to satisfy the miniaturization trend of MLCC, but there is a limitation in which the tetragonal phase decreases as the particle size decreases. The following limitation is closely related to the structural model of the BaTiO3 particle. One-dimensional BaTiO3 nanoribbon with the high aspect ratio is necessary to minimize the decrease of tetragonal phase fraction. In this study, we conducted two types of research to synthesize one-dimensional BaTiO3 nanoribbon with high aspect ratio. First, we synthesized BaTiO3 with the addition of various additives known to induce one-dimensional growth and observed the morphology and phase of synthesized particles using SEM and XRD. We could find that the one-dimensional BaTiO3 particles were synthesized when ethylene glycol was added. Second, we changed the synthesis time and the volume fraction of the additive solution while the additives were kept constant with ethylene glycol and we investigated the aspect ratio change of one-dimensional particles. And we calculated the lattice constant ratio (c/a) of tetragonal phase related to dielectric constant. In conclusion, we demonstrated one-dimensional BaTiO3 nanoribbon could overcome the decrease of tetragonal phase originated from the structural limitation of zero-dimensional particles and we could synthesize one-dimensional nanoribbon with tetragonality of 1.0124.
티탄산바륨은 높은 유전 상수로 인해 전자기기의 부품인 적층 세라믹 콘덴서의 재료로 이용되어 왔다. 전자기기의 소형화에 따라 더 작은 입자 크기를 가지는 티탄산바륨 분말이 필요하지만, 입자 크기 감소 시 티탄산바륨 입자의 구조적 특징으로 인해 강유전성을 가지는 정방정상이 감소하는 한계점이 존재한다. 구조적 한계점 극복을 위해서 기존의 영차원 입자와 달리 높은 종횡비를 가지는 일차원 입자를 합성할 경우 정방정상의 감소를 최소화할 수 있다. 본 연구에서는, 높은 종횡비를 가지는 일차원 입자 합성을 위해 두가지 연구를 진행하였다. 첫번째는 일차원 성장을 유도하는 다양한 첨가제들을 이용하여 수열 합성을 진행 한 후, 입자의 형상을 관찰하였다. 두번째는 첫번째 실험 중 티탄산바륨의 일차원 성장을 일으킨 첨가제를 이용하여 두가지 합성 조건인 합성 시간과 첨가제의 부피 비율을 변화시키며 합성을 진행하였고, 입자의 종횡비 변화를 관찰하였다. 그리고 종횡비의 변화에 따라 유전 특성 변화를 관찰하기 위해 유전 상수에 영향을 미치는 정방정상의 격자 상수를 계산하였다. 그 결과, 정방정상의 격자 상수의 변화를 통해 높은 종횡비를 가지는 일차원 입자의 경우 티탄산바륨의 구조적 한계점을 극복 할 수 있음을 확인하였다.
