초록 ▼

□ 연구개요
다양한 조성의 강유전체 및 압전체 중에서 최근 높은 상전이 온도와 우수한 압전 특성을 가지는 것으로 보고된 BiFeO₃-BaTiO₃ (BF-BT)계에 대하여, 기계 학습 방법을 이용하여 체계적으로 후보 물질을 탐색하고 실험 방법으로 검정하여 상호 보완적인 연구를 수행하고자 한다. 이를 통해 센서 및 액츄에이터의 활용을 위해 필요한 친환경과 우수한 물성을 가져 Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT)를 대체할 수 있도록 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과<

□ 연구개요
다양한 조성의 강유전체 및 압전체 중에서 최근 높은 상전이 온도와 우수한 압전 특성을 가지는 것으로 보고된 BiFeO₃-BaTiO₃ (BF-BT)계에 대하여, 기계 학습 방법을 이용하여 체계적으로 후보 물질을 탐색하고 실험 방법으로 검정하여 상호 보완적인 연구를 수행하고자 한다. 이를 통해 센서 및 액츄에이터의 활용을 위해 필요한 친환경과 우수한 물성을 가져 Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT)를 대체할 수 있도록 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
새로운 친환경 압전 시스템인 BF-BT 계에서 La³⁺, Zr⁴⁺ 와 같은 여러 가지 치환 이온의 효과를 체계적으로 연구하여 응용 가능성과 더불어 결정구조-압전 특성과의 관계를 규명하였다. Landau 현상론을 이용하여 다강 결합 계수의 변화를 자기화-분극 결합으로 설명하였다. 조성 조절과 공정 개선을 통하여 우수한 기계적 품질 계수를 가지는 굳은 압전체를 개발하여 고전력 응용의 가능성을 확인하였다.
이런 연구결과는 목표한 연구를 우수하게 달성한 것으로 평가된다. 본 연구과제를 통하여 6편의 SCI 논문을 발표하였을 뿐만 아니라 2편의 특허를 출원함으로써 산업체 응용과 기술 이전을 위한 바탕을 마련하였다. 그리고 산업체와의 공동 연구를 통하여 친환경 압전체를 이용하여 초음파 세척기 및 가습기, 의료용 네뷸라이저와 같은 일상 생활에서 널리 활용될 수 있는 소자 응용에서 친환경 물질을 활용할 수 있는 가능성을 열었다. 이를 통하여 PZT와 같이 다양한 압전체 응용에 활용될 수 있는 범용 압전체의 개발로 이어질 수 있을 것이다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구가 수행으로 과학(물리학)적인 측면과 응용의 측면 모두에서 영향을 미쳤다. 우선 과학적인 측면에서는 BF를 중심으로 한 덩어리 세라믹 물질에서 나타나는 강유전 및 압전, 다강 특성을 이해함으로써 조성-물성과의 관계를 규명하는데 도움을 주었다. 그리고 센서 및 액츄에이터 등의 소자 응용에 적당한 수준으로 개발하면, 기존 PZT를 재료를 대체하여 산업 응용 가능성이 매우 높음을 보였다.
특히 인체와 환경에 유해한 납을 포함하는 PZT 압전체를 대체할 수 있는 친환경 비납계 압전체의 개발을 통하여 미세 압전 센서와 액추에이터 활용을 위한 신소재 개발을 성공적으로 수행하였다. 고온에서의 활용을 위한 온도 안정성과

(출처 : 연구결과 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 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 35