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완화형 유전체

전문가 제언: ○ 유전체는 정 전장을 가할 때에 전기분극을 형성하나 직류전류를 일으키지 않는 물질을 말한다. 말하자면 전기절연체와 같은 의미이다. 유전성을 나타내는 양으로 전기분극과 전장의 세기 비로 정의하는 전기감수율, 그리고 전속밀도와 전장의 세기 비율인 유전율을 사용하기도 한다. 유전율이 큰 것을 고유전체라고 부른다. 콘덴서의 용량을 증가할 목적으로 이용한다. 전장을 가하지 않는 상태에서 자발적으로 전기분극을 가지는 유전체는 강유전체이다.

○ 일반적으로 강유전체는 퀴리온도에서 유전율이 예리한 피크를 나타내는 반면 Relaxor 유전체는 유전율의 온도변화 곡선이 완만한 피크를 나타낸다. 이 논문은 그 현상이 일어나는 원인을 유전체의 구성 성분에 따라서 일어나는 것으로 보고 이론적인 배경, 실험결과 및 모델 소개 등을 해설형식으로 설명하고 있다. 이 연구는 기초연구로 1990년대부터 이루어졌다. 아직 뚜렷한 해명을 하지 못하고 있다.

○ Relaxor에 대하여 이론적인 연구가 오래 전부터 이루어지고 있었으며 앞으로도 계속될 것이다. 이것을 해결하는 길은 결정체를 구성하고 있는 각 이온에 대한 물리화학적인 거동에 대한 통계와 역학적인 지식을 동원하면 해명이 가능할 것으로 보인다. 세라믹스 연구자는 유전체의 일반식 Perovskite 구조, (A, A)(B, B')O3에서 A 쪽 이온 Pb, Ba, Sr, B 쪽 이온 Ti, Zr, Nb, Ta에 대한 특성은 알고 있으나, Relaxor를 구성하고 있는 전하로는 보지 않는 것 같다. 강유전 활성이온의 개념을 달리해야 할 것으로 보인다. 즉 Relaxor는 조성 유동성을 갖는 3차원 나노 구조라는 것이다. 이것이 물성에 큰 영향을 미친다고 보아야 할 것이다. 그리고 이온 간의 근거리 상호작용을 정확히 파악하고 현행 이론을 과감하게 수정하는 방향으로 연구를 수행하는 것이 바람직할 것이다. 세라믹스에 대한 연구는 우리나라에도 그 역사가 매우 오래된다. 기초 분야에서도 대학을 중심으로 해서 연구가 활발하게 진행되고 있다.

저자: Takaaki TSURUMI ; Satoshi WADA
자료유형: 학술정보