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리서치 하이라이트

강유전체에서의 모양회귀 상전이 경계의 기원

Nature 451, 7178

압전 재료에 기계적인 힘을 가하게 되면 전압이 발생하게 되며, 그 반대로 전압을 가하게 되면 에너지를 얻게 된다. 이러한 특성 조합은 다양한 응용분야가 있으며, 주로 초음파를 발생하는데 이용될 수 있다. 가장 커다란 전기 기계적인 반응은 복잡한 재료에서 나올 수 있으며, 이러한 특성은 조성 변화와 연관되어 있는 급격한 구조 변화 현상인 ‘모양회귀(morphotropic)’ 상 전이와 연관되었을 때 극대화된다. Muhtar Ahart 등은 유사한 상 전이가 고압 상태에서 단순하고 순수한 화합물에서도 나타날 수 있다는 사실을 밝혔다. 이 화합물은 원형적 강유전체(prototypical ferroelectric)인 납 티타네이트(lead titanate)이며, 지금까지 알려진 물질 가운데 가장 큰 전기-기계적인 반응을 생성시켰다. 이러한 반응을 대기압 상태에서 가능하도록 화학적으로 조율하는 것이 가능할 것으로 보이며, 이를 통해 생산 비용을 감소시키고, 고성능의 압전 재료의 실용성을 높일 수 있을 것으로 여겨진다.