강유전 도메인 :자세한 설명
강유전성 재료는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 자발적으로 편광 될 수 있으며, 이는 구성 분자가 순 전기 쌍극자 모멘트를 생성하기 위해 정렬됩니다. 그러나이 분극은 재료 전체에 걸쳐 균일하지 않습니다. 대신, 강유전 도메인이라는 영역으로 나뉩니다 .
여기에는 강유전 도메인의 분해가 있습니다 :
1. 편광 및 도메인 :
* 냉전한 재료를 작은 전기 쌍극자 모음으로 상상해보십시오.
* 외부 전기장이 없으면이 쌍극자는 무작위로 배열되어 순 분극이 제로입니다.
그러나 물질의 고유 한 구조로 인해 일부 영역은 자발적으로 쌍극자의 집단 정렬을 개발하여 해당 영역 내에서 순 분극을 초래합니다. 이 영역은 강유전 도메인으로 알려져있다 .
* 각 도메인에는 특정 분극 방향이 있으며,이 도메인은 재료 내에서 다른 방향으로 방향을 배향 할 수 있습니다.
2. 도메인 벽 :
* 인접한 강유전 도메인 사이의 경계를 도메인 벽 라고합니다. .
*이 벽은 편광 방향이 갑자기 변하는 영역입니다.
* 도메인 벽은 정적이 아니며 외부 전기장 또는 기계적 응력의 영향으로 재료 내에서 움직일 수 있습니다.
3. 전환 및 편광 역전 :
* 강유전성 재료를 가로 질러 외부 전기장을 적용하면 도메인이 재활용되어 필드 방향과 정렬 될 수 있습니다. 이 과정을 도메인 스위칭 라고합니다 .
* 도메인 스위치로서 재료의 전체 편광이 변경됩니다.
* 강유전체 재료는 외부 필드를 제거한 후에도 분극을 유지할 수 있으므로 이러한 재료가 메모리 장치에 사용되는 이유입니다.
4. 도메인 구조 및 특성 :
* 강유전 도메인의 크기와 모양은 재료와 그 처리 조건에 따라 크게 다를 수 있습니다.
* 도메인 구조는 유전 상수, 압전 응답 및 전기 광학 거동과 같은 재료의 특성에 영향을 미칩니다.
* 도메인 구조 이해 및 제어는 강유전 장치의 성능을 최적화하는 데 중요합니다.
5. 강유전 도메인의 적용 :
* 도메인 스위칭 기능이있는 강유전체 재료는 다음을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
* 비 휘발성 기억 : 편광 상태 형태로 데이터를 저장합니다.
* 센서 및 액추에이터 : 압력, 온도 또는 전기장의 변화를 감지하여 기계적 운동으로 변환합니다.
* 전기 광학 장치 : 광학 통신 시스템에 사용되는 전기장을 적용하여 조명 조절.
* 고 에너지 밀도 커패시터 : 많은 양의 에너지를 소량으로 저장합니다.
6. 도메인 형성에 영향을 미치는 요인 :
* 결정 구조 : 결정 격자에서 원자의 배열은 자발적인 분극 및 도메인 형성에 영향을 미친다.
* 온도 : 온도는 다른 도메인 방향 사이의 에너지 장벽에 영향을 미칩니다.
* 스트레스 : 기계적 응력은 도메인의 모양과 크기를 변화시킬 수 있습니다.
* 결함 : 물질의 점 결함 및 기타 결함은 도메인 형성을위한 핵 생성 부위로서 작용할 수있다.
7. 특성화 기술 :
* 다양한 기술이 다음을 포함하여 강유전 도메인을 연구하기 위해 사용됩니다.
* 도메인 영상 : Piezoresponce Microscopy (PFM) 및 SPM (Scanning Probe Microscopy)과 같은 기술은 도메인 구조의 시각적 표현을 제공합니다.
* 유전체 분광학 : 주파수 및 온도의 함수로 유전 상수를 측정하면 도메인 역학에 대한 정보가 드러날 수 있습니다.
* X- 선 회절 : X- 선의 산란을 분석하면 결정 구조 및 도메인 방향에 대한 정보가 제공 될 수 있습니다.
요약하면, 강유전 도메인은 도메인 벽에 의해 분리 된 강유전성 물질 내에서 자발적 분극의 영역이다. 이러한 도메인을 이해하는 것은 다양한 응용 분야에서 강유전 장치의 성능을 최적화하는 데 중요합니다.
