초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
에너지 박막 소재들의 강유전 분극, 압전성, 강유전 도메인 구조의 물리적 특성들을 관찰, 분석하고 실험 결과들을 이해한다. 이를 바탕으로 압전성을 향상시켜 압전 발전효율을 높이고, 강유전 분극의 향상과 강유전 도메인 구조 조절에 의한 태양전지 효율을 높일 수 있는 에너지 박막 소재 기술들을 개발한다. 에너지 하비스팅 효율을 극대화 할 수 있는 비납계 압전, 태양광 하이브리드 에너지 하비스팅 소자 기술을 개발한다.

○ 전체 내용
BiFeO₃와 같

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
에너지 박막 소재들의 강유전 분극, 압전성, 강유전 도메인 구조의 물리적 특성들을 관찰, 분석하고 실험 결과들을 이해한다. 이를 바탕으로 압전성을 향상시켜 압전 발전효율을 높이고, 강유전 분극의 향상과 강유전 도메인 구조 조절에 의한 태양전지 효율을 높일 수 있는 에너지 박막 소재 기술들을 개발한다. 에너지 하비스팅 효율을 극대화 할 수 있는 비납계 압전, 태양광 하이브리드 에너지 하비스팅 소자 기술을 개발한다.

○ 전체 내용
BiFeO₃와 같은 기존의 에너지 박막 소재들을 중심으로 기판에 따른 박막의 응력 조절과 박막의 두께 조절에 따른 상의 변화와 같은 박막 공정 조건에 변화를 주어 압전 계수 측정, 강유전 분극 및 강유전 도메인 구조를 측정, 분석한다. 2차년도 부터는 1차년도 연구 내용을 지속적으로 수행하고, 새롭게 연구 되어지는 에너지 박막 소재들에 대한 연구들을 추가적으로 수행한다. 이와 함께 에너지 박막 소재들에 전이금속 또는 박막소재에 따른 희토류 물질의 도핑 등 박막 공정 조건들에 변화를 주어 박막들의 물리적 특성의 향상에 대한 연구들을 진행한다. 3차년도 부터는 2차년도 연구 내용을 지속적으로 수행하고, 기존 및 새로운 에너지 박막 소재들의 물리적 특성들을 평가, 분석하고 다양한 하부전극과 기판들을 활용하여 박막의 응력을 조절하고, Yb, Mn등의 전이금속원자들을 도핑하여 박막의 결정성을 조절하는 등의 박막공정의 변화에 의해서 물리적 특성들을 극대화할 수 있는 에너지 박막 소재 기술들을 개발하고, 이를 활용하여 간단한 구조를 갖는 압전, 태양광 에너지 하비스팅 소자를 제작, 평가한다.

□ 연구개발성과
기존의 친환경 유전체 박막 소재들의 물리적 특성들을 향상시키는 연구결과들을 제공하였고, 새로운 친환경 유전체 박막 소재들을 제작하고 이들의 물리적 특성들에 대한 정보들을 제공하였다. 특히 BiFeO₃와 PVDF-TrFE 박막들을 활용하여 압전, 태양광 에너지 하비스팅 소자들을 제작하고, 특성들을 분석하여 얻은 연구결과들은 두 가지 이상의 에너지 하비스팅 소자들이 하이브리드 되어 보다 높은 효율을 가지는 새로운 개념의 에너지 하비스팅 소자의 응용에 대한 가능성을 제시하였다.
본 연구에서 얻어진 연구결과들은 다양한 친환경 유전체 박막 소재들의 물리적 특성들 및 물리적 특성의 향상에 필요한 공정기술들에 관련된 정보들을 제공하여 비휘발성 메모리 소자, 압전발전 소자, 태양전지, 엑츄에이터 등의 다양한 소자들의 제작에 직접적으로 활용될 수 있게 한다. 특히 친환경 유전체 기반의 압전, 태양광 에너지 하비스팅 소자들에 대한 연구결과들은 유전체 기반의 에너지 하비스팅 기술들의 실용화에 있어서 많은 정보들을 줄 것이다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
새로운 유전체 소재들을 제작하는데 있어서 유전체 소재들의 박막 공정들을 통해서 얻어진 공정기술들을 활용할 수 있을 것이다. 또한 이러한 공정기술들은 후속연구에 직접적으로 활용할 수 있을 것이다. 다양한 유전체 박막 소재들이 가지는 물리적 특성들은 비휘발성 메모리, 압전발전 소자, 태양전지, 엑츄에이터 등의 다양한 소자들의 제작에 활용될 수 있다. 특히, 본 연구의 연구성과를 통해 PZT를 대체할 다양한 친환경 유전체 박막 소재들에 대한 공정기술들과 정보를 제공할 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• (1) 연구개발의 필요성 ... 5
• (2) 연구개발의 목표 ... 6
• (3) 연구범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) 수행 과정 ... 6
• (2) 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 8
• 2) 목표 달성 수준 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 11