나노기술 및 정책 정보

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● 궈이핑 교수(상하이교통대학교 재료과학공학원, 금속계 복합재료 국가중점실험실) 연구팀은 중국과학원 상하이 세라믹 연구소 및 호주 울런공대학교와 공동으로 Sr2+가 도핑된 (K, Na)NbO3(KNN) 무연(lead-free) 압전세라믹에서 결함 쌍극자를 도입하고 상 구조와 강유전체 도메인 구조를 튜닝하여 최고변형률을 얻은 연구 성과를 발표

● 연구팀은 KNN에 Sr2+를 도핑하는 간단한 전략을 통해 KNN 세라믹이 치밀하게 소결되지 못하는 점과 압축이 어려운 문제를 해결하고, K+/Na+ 결함 및 산소 공극 함량 동시 조절과 함께 세라믹 위상 구조 및 강유전성 구역 구조도 제어 가능

● Sr2+ 도핑 KNN 무연 압전세라믹은 매우 높은 변형률(1.05%)과 역압전 효과(d33*~2100pm/V)를 구현

● 이와 같은 초고전위 변형은 결함 쌍극자와 도메인 스위칭 사이의 상호 작용에 기인한 것으로 상업용 티탄산지르콘산연 (PZT) 기반 세라믹을 대체할 수 있는 방법을 제시

Science (2022.12.08.), Giantel ectric-field-induced strain in lead-free piezoceramics