전기영동 증착에 의한 CoFe2O4/TiO2와 니오븀을 첨가한 PZT 이중층

전문가 제언

○ 자전기성(ME) 재료는 변환기, 액추에이터, 센서, 필터 등과 같은 기능을 가진 전자소자에 응용될 가능성이 높다. 이 재료를 개발하기 위해 시도된 다양한 방법들 중 전기영동 증착(EPD) 기술이 낮은 비용으로 저온에서 균질하고 치밀한 나노구조를 제조할 수 있는 가능성 때문에 관심을 끌고 있다.

 

○ 강유전성과 강자성 재료를 조합한 복합재료를 구성하기 위하여 적층구조를 갖도록 하는 방법이 최근에 많이 연구되고 있다. 적층을 형성하기 위하여 코팅법, 졸겔법, 자기조립법 등이 시도된 바 있고, 전기적 특성의 향상과 더불어 층들 사이에 충분치 못한 결합력, 새로운 상의 형성, 상들의 격자 부조화 등을 개선시키려는 노력이 진행되고 있다.

 

○ 본고는 EPD 기술을 적용하여 TiO2가 첨가된 스피넬 구조의 코발트 페라이트(CF/TiO2)를 ∼6.5㎛ 두께로 은으로 코팅한 알루미나 기판에 형성하고, 그 위에 페로브스카이트 상의 니오븀이 도핑된 PZT(PZTN)을 ∼75㎛으로 적층하여 두꺼운 이중층 구조를 제조하려고 시도한 것이다. 소결하는 동안 CF, TiO2, PZTN 간의 화학반응에 의해 새로운 상은 생성되지 않았고, 압전 현상도 뚜렷하게 나타났다.

 

○ ME 효과가 1961년 단일상의 Cr2O3에서 처음 발견된 이후, 페라이트와 BaTiO3의 복합재료에서 ME 효과가 크게 나타나는 것이 알려져, 응용에 대한 기대가 커졌다. 최근에는 페라이트/PZT와 같은 복합재료에서 더욱 큰 ME 효과가 발생하고 있음이 보고되었는데, 본고의 내용도 이에 관련된 연구의 일환으로 새롭게 시도된 것이다. 이들 복합재료에 대한 연구는 미국, 독일을 비롯한 유럽, 중국 등에서 활발하다.

 

○ 한국은 EPD 관련 연구가 1990년대 중반에 시작해서 2000년대 중반부터 EPD 법을 세라믹스에 적용하여 전자소자에 응용하려는 연구들이 발표되고 있다. 또한 ME 재료에 대한 연구 수준도 비교적 높다. 그러나 EPD 법을 구조용 복합재료에 적용한 연구가 최근에 있었으나, ME 복합재료에 적용된 바는 아직 없어 관심이 필요한 분야이다.

저자

P. Galizia, I.V. Ciuchi, D. Gardini, C. Baldisserri, C. Galassi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

36()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

373~380

분석자

정*생

분석물

• 전기영동 증착에 의한 CoFe2O4 TiO2와 니오븀을 첨가한 PZT 이중층.pdf [488,831 byte]

이미지변환중입니다.