[2016년 1학기 물리학과 콜로퀴엄]
연사: 송태권 교수 (창원대 신소재공학부)
제목: 강유전체 물리학과 친환경 압전재료
초록:
강유전체(ferroelectrics)는 외부 전기장이 없이도 자발 분극을 가지며, 분극 스위칭이 일어날 수 있는 물질을 말하는데 대부분 절연체로서 특히 전자재료 등의 응용에 널리 사용되고 있다. 캐패시터, 압전체 센서와 액츄에이터, 마이크로웨이브 통신소자, 비선형 광학소자 등에 응용된다. 물리학적인 측면에서는 고체의 상전이, 스위칭 현상 등의 여러가지 기초 물성과 관련된 재미있는 현상들이 관련된다.
강유전체 재료는 잘 알려진 티탄산 바륨(BaTiO3)와 같이 대부분 금속 산화물이다. 금속 원소들의 치환을 통하여 다양한 물성을 나타내는데 현재 가장 널리 사용되는 강유전체 재료는 PZT (Pb(Zr,Ti)O3)라고 불리는 물질로서 대부분의 강유전체 응용에 이용되고 있다. PZT가 포함되어 있는 페로브스카이트 구조 강유전체 재료의 상전이 현상 및 응용과 관련된 여러 물리 현상들에 대하여 설명한다. 또한 강유전체 재료는 차세대 기억소자 재료인 강유전 기억소자(FeRAM) 응용을 위하여 많이 연구되었는데 이와 관련된 강유전체 박막(thin film)의 물리적 성질에 대하여 설명한다.
최근에는 AFM이나 디젤기관의 연료주입기 등에 널리 사용되는 정밀 압전 액추에이터에 사용되는 PZT 재료를 대체하여 친환경적인 압전재료(piezoelectrics)를 개발하기 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 압전 액추에이터의 동작원리와 친환경 압전재료를 개발하기 위한 연구 동향들을 소개한다. 특히 최근에 발표된 BiFeO3-BaTiO3 친환경 압전재료 시스템의 개발 사례를 설명한다.
이렇게 강유전 및 압전 재료는 물리학과 더불어 응용의 측면에서도 여러가지 재미있는 주제들을 가지고 있어 물리학을 전공한 학생들이 많은 기여를 할 수 있는 분야이다.
일시: 2016. 4. 7(목) 오후 4시30분
장소: 베어드홀 103호