| 초록 |
높은 큐리온도(Tc~830oC) 및 다강성 (multiferroic) 특성으로 인해 고온 압전산화물로 큰 관심을 받고 있는 BiFeO3 (BF) 물질은 BaTiO3 (BT)와 혼합할 경우 조성상경계 (morphotropic phase boundary, MPB)가 만들어지면서 압전 특성이 크게 향상된다고 알려져 있다. 하지만, (1-x)BiFeO3−xBaTiO3 ((1-x)BF−xBT) 고용체에 대한 rhombohedral-tetragonal (R-T) 상경계 영역이 연구자에 따라 x=0.25~0.40로 범위가 다소 넓고, 최대 압전특성을 갖는 최적 조성 또한 그 값의 차이가 크다. 이는 BF 모조성에 Ba와 Ti의 비완전 고용 문제로 인한 조성 불균일(compositional heterogeneity)과 제조 공정 중 Bi 휘발로 인한 조성 정밀 제어의 어려움에서 기인한 것으로 여겨진다. 본 연구에서는 이러한 문제 해결을 위해 nano-sized BT와 excess Bi를 이용하여 조성 균일성을 확보한 상황에서 BT 함량 (x=0.26, 0.28, 0.30, 0.33)에 따라 제조된 (1-x)BF-xBT 세라믹의 압전, 강유전 및 구조적 특성 변화를 살펴보았다. 그 결과, 0.70BF-0.30BT 최적 조성에서 최대 압전 특성 (d33 ~160 pC/N) 및 519 oC의 큐리온도를 갖는 것으로 확인되었다. |
