초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 일반적인 세라믹/박막 공정에서는 구현할 수 없었던 크기 수십 nm 내외의 결정립으로 이루어진 고밀도의 강유전체 박막을 고에너지 충돌 공정으로 제조하고, 결정립크기의 나노화에 따른 미세구조의 변화, 전기적인 특성의변화 (강유전, 유전, 에너지 저장등), 열역학적 특성 변화 (상전이, 엔트로피 변화, 전기열량 효과 등) 에 관한 연구를 수행하였음.
또한 고에너지 충돌 공정과 CSD 공정을 결합함으로써, 우수한 내전압 특성을 확보하고자 함. 나노 결정립화 및 이중 특히 강유전체의 나노결정립화에 따른

□ 연구개요
본 연구에서는 일반적인 세라믹/박막 공정에서는 구현할 수 없었던 크기 수십 nm 내외의 결정립으로 이루어진 고밀도의 강유전체 박막을 고에너지 충돌 공정으로 제조하고, 결정립크기의 나노화에 따른 미세구조의 변화, 전기적인 특성의변화 (강유전, 유전, 에너지 저장등), 열역학적 특성 변화 (상전이, 엔트로피 변화, 전기열량 효과 등) 에 관한 연구를 수행하였음.
또한 고에너지 충돌 공정과 CSD 공정을 결합함으로써, 우수한 내전압 특성을 확보하고자 함. 나노 결정립화 및 이중 특히 강유전체의 나노결정립화에 따른 전기열량 효과에 대한 연구를 중점적으로 수행하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
Aerosol-Deposition, Granule Spray in Vacuum (GSV) 공정 등의 고에너지 충돌 공정을 이용하여 고밀도(95%이상)의 나노결정립(평균입경 100 nm이하)을 가지는 강유 전체 박막을 제조하고, 나노결정립화 되었을 때 강유전체 박막의 강유전특성, 고체 상전이 거동, 전기열량 효과, 에너지 충전 밀도 등의 전기적, 열적 특성 변화를 규명하였음.
또한 나노결정립 효과에 의한 강유전체의 확산 고상 상전이 거동과 CSD 공정과 결합한 고에너지충돌 공정을 이용하여 강유전체 박막의 높은 내전압 특성을 확보하여, 전기 열량 효과, 에너지 충/방전 효과를 극대화하였음.
최종적으로 전기열량 효과에 의한 온도 변화10 K, 에너지 충전 밀도 30 J/cc 이상을 확보하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
강유전체 재료에 있어서 나노결정립 효과는 크게 알려진 바가 없는 연구 분야로, 본 연구를 통하여 강유전체의 전기 열량효과, 에너지 저장특성, 넓은 고체 상전이 특성이 얻어질 수 있음.
본 연구에서 집중 연구하고자 하는 전기 열량 효과 및 에너지 저장 특성 평가는 기존의 냉매 공조식 냉각시스템 대비 획기적인 에너지 절감 효과가 있는 고체 냉각기 소자 및 전기자동차 등의 고출력 커패시터 뱅크의 소재로 활용될 수 있음.
아직 기초적인 연구단계이기 때문에, 원천 기술 확보가 용이하고, 연구개발의 성공적인결과가 얻어질 시, 상용화의 기초 기술이 될 수 있음과 동시에 응용소자를 통한 큰 국부창출을 예상할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1). 나노결정립 강유전체 박막 제조 (두께 5μm, 밀도 95%이상) ... 5
• (2). 전기적, 열적특성 평가시스템 구축 ... 8
• (3). 나노결정립강유전체 박막의 전기열량연구 (ΔT > 10 K) ... 9
• (4). 나노결정립 강유전체 박막의 에너지 충방전 연구 (30J/cc 이상) ... 11
• (5). 표면 평탄화에 따른 내전압 특성 향상 연구 ... 13
• (6). 나노결정립 강유전체 박막의 열적, 전기적 피로특성 연구 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 37