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강유전체 박막의 광기전력과 응용

전문가 제언: ○ 강유전체는 전자부품 및 소자 산업 등 다양한 분야에 오랜 기간 동안 이용되어 온 재료이다. 이것은 강유전체 재료가 가지는 많은 특성에 기인한다. 벌크재료에서 후막, 박막, 나노구조에 대한 강유전체의 물리적 특성을 규명하고 이를 각 소재 및 소자에 응용하기 위한 연구가 진행되고 상용화 되었다. 그러나 강유전체의 광기전력 효과는 기초적인 내용이 어느 정도 연구가 되어 있으나 아직 실용화에 이르지 못하고 있다.

○ 광강유전(photoferroelectric) 특성은 광 여기된 전자에 의하여 강유전성이 변화하는 현상으로 정의된다. 처음에는 LiNbO3 등 주로 단결정 물질에 대하여 연구되었다. 광기전력 효과는 반도체의 p-n 접합과 같은 계면현상과 달리 재료의 내부에서 발생하는 물질고유의 성질이며 벌크광기전력 효과 또는 이상 광기전력 효과라고 하며 다른 것과 구별한다.

○ 광기전력 효과의 기능을 이용한 응용에는 초소형 모터, 광센서, 굴절률 변화를 이용한 3차원 홀로그래피, 정보저장에서 쓰기와 읽기, 지우기가 자유롭고 동작시간이 빠른 광메모리, 전선의 연결이 필요 없고 소형화가 가능한 광왜 액츄에이터(photostrictive actuator) 등이 있다.

○ 광응력 액추에이터를 포함한 광여기 구동소자는 에너지원이 다양하지 않은 우주에서도 무한한 빛에너지를 사용할 수 있는 장치의 제조가 가능하기 때문에 기술개발이 추진되어야 할 중요한 주제이다.

○ 이러한 기술은 아직 실용화는 되지 못하였으나, 빛 관련 재료나 소자개발은 필히 이루어져야 할 내용들이다. 국내에서도 포항공대 등 일부대학과 연구소에서 기초와 관련한 논문들이 발표되고 있다. 향후에도 박막이나 나노물질에 대한 연구가 많이 될 것이므로, 광기전력 응용에 대한 가시적인 성과도 나타날 것으로 기대된다.

저자: Kazuhiro NONAKA, Masaaki ICHIKI
자료유형: 학술정보