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자기전기재료의 전기특성

전문가 제언: ○ 자기전기, 강자성재료의 전기특성을 평가하는 글이다. 자기전기, 강자성재료의 물성을 자세히 살펴보면 RAM소자로도 이용이 가능할 것으로 전망하고 있다. 삼성에서 개발한 4Mb PZT FeRAM도 소개하고 있다. 논문의 내용은 포괄적인 견해를 독자에게 전하고 있는 수준이다. 이미 알려진 재료에 물리이론을 근거로 해서 재료활용 범위를 확대하고자 시도하고 있다.

○ 결정체에 전장을 가하면 전장에 비례하여 자화가 생기는 물질을 자기전기재료라고 한다. 또 결정에 자장을 가하면 자장에 비례하여 전기분극이 생기게 된다. 자기결정군에서 Shubnikov group(black and white group)에 속하는 특정 결정체에만 이러한 현상이 발견된다. 흔하게 접하는 결정체로는 Cr2O3, Ti2O3, GaFeO3 등에서 관찰된다.

○ 대칭과 반 대칭을 확장하여 공간군을 분류하여 보면 Shubnikov group에 속한 강자성체는 대개 250여 종이다. 이러한 자성체에서 자장과 전장을 동시에 추구하는 신소재가 숨어 있을 것으로 예견한 것은 이미 오래 된다. 가장 어려운 과제는 자장과 전장이 복잡하게 결합되어 있는 현상을 정량적으로 설계하는 문제만이 남아있다.

○ 강유전체와 자기전기재료가 가지고 있는 독립적인 물성을 혼성하여 새로운 RAM동작을 시도하고 있다. 강유전체는 자발적인 전기분극을 가지고 있다. 그 자발분극이 전장에 의해 방향을 반전하여 강 유전분극 구조를 형성한다. 전장을 제거하면 전체의 분극은 보통 작은 분극 치를 취하다가 전장이 다시 들어가면 자발분극의 반전이 일어난다.

○ 자장과 전장 간에는 재료내부에서 복잡한 상호작용이 일어나서 최종적으로 단일 물성으로 나타난다. 여기에 외부에서 일어나는 영향을 감안하면 이론정립이 더 어려워진다. 재료설계도 쉽지 않을 것으로 본다. 자성체를 자화하면 발열한다. 이 발열기구는 자벽의 이동, 회전자화, 자발자화 증가 등 복잡한 양상으로 나타난다.

저자: Scott, JF; AF Scott, J. F.
자료유형: 학술정보