초록 ▼

연구개요
o 본 연구에서는 일반적인 세라믹/박막 공정에서는 구현할 수 없었던 크기 수십 nm 내외의 결정립으로 이루어진 고밀도의 강유전체 박막을 고에너지 충돌 공정으로 제조하고, 광에너지를 이용한 선택적 열처리를 통하여 나노구조화에 따른 전기적 특성의 Quasi 특성 구현 (강유전, 유전, 에너지 저장, 다강체 특성 등), 다강체 결합 특성, 열역학적 특성 변화에 관한 연구를 수행하였음

연구 목표대비 연구결과
o 본 연구 과제에서는 강유전체 소재의 나노결정립화, 나노구조화에 따른 전기적, 자기적, 열적 특성

연구개요
o 본 연구에서는 일반적인 세라믹/박막 공정에서는 구현할 수 없었던 크기 수십 nm 내외의 결정립으로 이루어진 고밀도의 강유전체 박막을 고에너지 충돌 공정으로 제조하고, 광에너지를 이용한 선택적 열처리를 통하여 나노구조화에 따른 전기적 특성의 Quasi 특성 구현 (강유전, 유전, 에너지 저장, 다강체 특성 등), 다강체 결합 특성, 열역학적 특성 변화에 관한 연구를 수행하였음

연구 목표대비 연구결과
o 본 연구 과제에서는 강유전체 소재의 나노결정립화, 나노구조화에 따른 전기적, 자기적, 열적 특성 연구 결과를 기반으로 아래의 최종목표를 달성하기 위해 광에너지를 이용한 소재 특성 향상에 관한 3년간의 심화 연구를 수행하였음.
: 강유전체 박막의 나노구조화와 에너지 저장밀도 40 J/cc 이상 확보
-> 강유전 PZT소재의 미세 결정립과 비정질 결정립계면 도입을 통하여 120 J/cc 이상의 매우 높은 에너지 저장 특성 달성함. 이는 보고된 연구결과들과 비교하여 세계최고 수준의 특성임과 동시에 조성적인 한계를 벗어난 완화형 강유전체 소재의 가능성을 보여줌.
: 강유전체-강자성체 헤테로 구조에서 비공징 자기-전기결합특성 10 V/cmOe 이상 확보
-> 강유전 PZT-Metglas 헤테로 구조의 다강성 자기-전기 결합소재의 광열처리 적용으로 20 V/cmOe이상의 비공진 자기전기결합특성 달성하였음. 이는 기존 압전 단결정을 사용하는 벌크 소재의 비공진 자기-전기 결합특성과 동등한 수준일 뿐만 아니라 박막/후막 헤테로 구조의 다강성 자기-전기 결합소재중 보고된 적 없는 최고수준의 특성임.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
o 광에너지 열처리 기술은 지금까지 박막 소재에 집중적으로 연구되어 왔으나, 고에너지 효율, 대면적, 초단시간 열처리가 가능하기 때문에 본연구에서 확보된 후막소재 적용기술, 비정질 모재에 대한 선택적 초단시간 열처리 기술은 다른 응용 분야로 확대 적용될 수 있는 기초 원천기술이 됨.
o 광에너지를 이용한 강유전소재의 기술은 유연성 소자와 자성소재의 전기적, 자기적, 기계적 특성을 매우 짧은 시간에 특성 제어할 수 있음을 확인하였음. 이는 본 연구에서 시도한 분야뿐만 아니라 다양한 응용 기술에 적용이 가능하므로, 추가적인 심화 연구를 통하여 더욱 넓은 응용 분야로의 연구개발 확대를 시도할 것임. 본 연구의 결과는 심화연구의 시발점이 될 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 43