비페로브스카이트형 산화물 강유전체의 개발

전문가 제언

○ 강유전체는 전자부품 및 소자산업 등 다양한 분야에 오랫 동안 이용되어 온 재료이다. 이것은 강유전체 재료가 가진 특성에 기인한다. 벌크재료에서 후막, 박막, 최근에는 나노구조에 대한 강유전체의 물리적 특성을 규명하고 이를 각 소재 및 소자에 응용하기 위한 연구가 진행되어 왔다.

 

○ 강유전체(ferro-electrics)는 외부의 전기장이 없어도 스스로 분극(자발분극)을 가지는 재료로 외부 전기장에 의해 분극의 방향이 변경되는 물질이다. 주로 산화물이 많이 응용되며 페로브스카이트형 산화물인 티탄산바륨(BaTiO3)이 가장 대표적인 재료이다. 응용으로는 전자회로에 많이 사용되는 MLCC(Multilayer Ceramic Capacitor)를 비롯하여 가스레인지 착화기의 압전 응용 등 일상생활에 많이 사용되고 있다.

 

○ 현재까지 발견된 고용체를 포함하지 않는 순수물질의 강유전체의 수는 현재는 200개를 넘고 있다. 그러나 현재의 유전체의 기초 및 응용연구는 대부분 페로브스카이트계의 BaTiO3, PZT, BiFeO3와 무연화에 집중되고 있다. 본고에서는 주로 비페로브스카이트형 산화물 강유전체 연구 상황을 소개한다.

 

○ 이 문헌에서 소개하고 있는 비페로브스카이트형 강유전체로는 ZnO나 BeO 등의 우르자이트형, Aurevillius형 구조의 Bi2SiO5, LiNbO3형 산화물, κ-Al2O3 산화물, 유기계 강유전체에 대해 설명하고 있다.

 

○ 특히 유기계는 일본의 Horiuchi 그룹이 크로코닉산(croconic acid) 결정이 BaTiO3 보다 더 높은 편극성 밀도를 가지고 있는 것을 발견하였다. 이것의 결정은 5각 탄소 고리로 이루어지고, 각 탄소에 하나의 산소가 연결되어 있다. 낮은 전압에서 작동이 되고 130℃까지 강유전성이 유지된다.

 

○ 국내에서 강유전체에 대한 연구는 많이 수행되었다. 대부분은 페로브스카이형 산화물의 벌크나 박막에 대한 것이다. 비페로브스카이트형 강유전체에 대한 것은 일부 박막 이외는 발표된 문헌이 거의 없다. 이 분야는 새로운 재료를 탐색하기 위해서 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다.

저자

Mitsuru ITOH, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

51(10)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

661~665

분석자

김*환

분석물

• 비페로브스카이트형 산화물 강유전체의 개발.pdf [528,198 byte]

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