비스무스 페라이트계 무연 압전 세라믹스 (BiFeO3-based Lead-free Piezoelectric Ceramics)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 25권 / 9호 / 692 ~ 701페이지
· 저자명 : 최진홍, 천채일, 김현아, 한승호, 강형원, 이형규, 김정석

초록

최근 세계적으로 고조되고 있는 친환경 소재에 관한 관심으로 인하여, 인체에 유해한 납(Pb)계 압전 세라믹스를 대체할 수 있는 무연 압전 재료에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재까지 (Bi,Na)TiO3-(Bi,K)TiO3-BaTiO3, (Na,K)NbO3-LiSbO3 등과 같은 일부 무연 세라믹스의 압전 특성이 크게 개선되었지만, 아직 납계 세라믹스의 압전 특성에는 미치지 못하고 있다. 따라서 새로운 무연 압전 재료의 개발이 요구되고 있다. BiFeO3는 상온에서 능면체 페로브스카이트 결정구조이며, 매우 높은 큐리 온도(TC= 1,100 K)를 가지고 있다. 또한, BiFeO3 에피택셜 박막과 단결정에서 50 ∼ 60 μC/cm2의 매우 큰 분극이 보고된 바 있다. 따라서 BiFeO3 세라믹스에서도 높은 압전 효과가 얻어질 것으로 기대되며, 본 논문에서는 BiFeO3 및 BiFeO3 계 고용체에 관한 최근의 연구 결과를 소개하고자 한다.

영어초록

Recently, many lead-free piezoelectric materials have been investigated for the replacement of existing Pb-based piezoelectric ceramics because of globally increasing environmental interest. There has been remarkable improvement in piezoelectric properties of some lead-free ceramics such as (Bi,Na)TiO3-(Bi,K)TiO3-BaTiO3, (Na,K)NbO3-LiSbO3, and so on. However, no one still has comparable piezoelectric properties to lead-based materials. Therefore, new lead-free piezoelectric ceramics are required.
BiFeO3 has a rhombohedrally distorted perovskite structure at room temperature and a very high Curie temperature (TC= 1,100 K). And a very large electric polarization of 50 ∼ 60 μC/cm2 has been reported both in epitaxial thin film and single crystal BiFeO3. Therefore, a high piezoelectric effect is expected also in a BiFeO3 ceramics. The recent research activities on BiFeO3 or BiFeO3-based solid solutions are reviewed in this article.

참고자료

· 없음