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압전재료의 기초와 응용

전문가 제언: ○ 압전소자(壓電素子)는 피에조 전기소자라고도 하며, 수정, 전기석, 로셸염 등이 일찍부터 압전소자로 이용되었으며, 최근 개발된 티탄산바륨, 인산2수소암모늄, 타르타르산 에틸렌디아민 등의 인공결정도 압전성이 뛰어나다고 알려져 있다.

○ 압전기(壓電氣)란 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향으로 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 음양의 전하(電荷)가 나타나는 현상인데 1880년 프랑스의 쟈끄 퀴리(Jacque Curie)와 삐에르 퀴리(Pierre Curie) 형제가 처음으로 발견하였고, 이후 한 장의 결정판에 나타나는 전기는 미약하지만 금속박막을 삽입하여 여러 장으로 겹칠 경우 크게 증대된다는 것이 알려졌다.

○ 압전현상은 압전물질이 압력을 받을 때 분극현상으로 인하여 전압이 발생한다. 물리적으로 강한 충격이 순간적으로 가해지면 100,000V 이상의 초고압도 발생하는데, 과거 군사적 목적으로 이러한 고압전력을 필요로 하는 부문에서 많이 사용되었으나, 지속성에 있어서는 문제가 있어 그 사용처에는 한계가 있는 것이 또한 사실이었다.

○ 이 글에서는 압전현상에서의 미약한 전력을 이용하는 마이크로 압전효과에 대한 사례와 전망을 보고하였다. 이러한 압전재료에 대한 미세기술이 오늘날에는 원자력간 현미경의 미소 위치결정기구에서, 디지털카메라와 비디오카메라의 고배율 줌에 응용되는 손떨림 방지장치의 자이로센서 및 잉크젯프린터 헤드의 정밀위치제어 센서 등에 응용되는 신기술로 자리 잡게 될 전망이다.

저자: Takeshi Morita
자료유형: 학술정보