(100)백금전극위에 성장시킨 비스무트 층 박막의 강유전 및 압전 특성

전문가 제언

○ 강유전체는 외부 전기장이 없을 때도 전기쌍극자모멘트를 나타내는 물질로서 편극의 전기장에 대한 이력루프가 생기면 강유전체로 볼 수 있다. 강유전체에 외부 변형력을 가하면 물질 양단에 전압을 발생시키는 압전효과를 나타낸다. 즉, 강유전체는 압전성 물질이다.

○ 강유전체, 압전성 결정은 Rochelle염, KDP, PbTiO₃, BaTiO₃, lead zirconate titanate(PZT), KNbO₃등이 있다. PZT는 초음파 변환기로서 의료영상기술에 응용되고, Rochelle 염은 결정 마이크로폰에 응용된다. 압전 물질의 응용분야는 광범위하여 고전압 발생, 주파수 발생, 마이크로 천칭, STM, AFM 같은 주사현미경, 비파괴검사(NDT), 주파수표준, 스트레인게이지, MEMS, 잉크제트프린터, 담배라이터 등에 응용된다.

○ 높은 압전계수를 가진 납(Pb) 기반 강유전체 박막이 많이 연구되었으나, 환경문제 때문에 납이 없는 압전물질의 필요성이 제기되고 있다.

○ 여기서는 납이 없는 압전물질의 가능성 있는 (100)백금전극위에 성장시킨 비스무트 층 구조 강유전체로 Bi_4Ti_3O_12(BIT), SrBi_4Ti_4O_15(SBTi) 및 CaBi_4Ti_4O_15(CBTi144) 박막의 압전 특성에 대해 연구한 결과를 기술하였다.

○ 본 연구에서 압전물질의 전기적 성질은 조성성분과 방위에 영향을 받을지라도, 주요 상(phase)의 성장은 강유전성과 압전 특성을 향상 시키는데 중요하며, 박막에서 그레인(grain)의 방위를 제어하는 것은 강유전성을 향상시키는 핵심임을 알아낸 것과 CBTi144 박막에 대한 측정결과 CBTi144 물질은 납 없는 압전성, 강유전성 물질 디바이스의 대안이 될 수 있는 가능성을 보인 것은 새로운 획기적인 결과로 평가할 수 있을 것이다. 앞으로 납 없는 압전성, 강유전성 물질의 개발연구가 활성화 될 것으로 예상된다.

저자

Simoes, AZ; Riccardi, CS; Ries, A; Ramirez, MA; Longo, E; Varela, JA; AF Simoes, A. Z.; Riccardi, C. S.; Ries, A.; Ramirez, M. A.; Longo, E.; Varela, J. A.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2008

권(호)

196(1-3)

잡지명

Journal of materials processing technology

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

10~14

분석자

이*희

분석물

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