벌크 강유전성 이종구조체

산화물 이종구조체의 계면은 박막에서 새로운 기능을 유도하는 핵심 영역으로 작용합니다. 본 연구는 나노스케일 원소 분할을 통해 단일 강유전체 내에 벌크 강유전성 이종구조체(BFH)를 구현하여, 기존 강유전체 및 박막 소자의 한계를 뛰어넘는 기능을 발현했습니다. 이 독특한 조성 변조 네트워크는 내장형 이종계면 역할을 하며, 강유전-정전기-탄성장이 결합된 복합장을 생성하여 전하를 띠는 도메인 벽을 안정화하고 벌크 전체에 사전 정의된 도메인 구성을 각인합니다. 예시로 BiFeO₃-BaTiO₃ 세라믹에서 BFH 접근법은 큐리 온도를 824°C(ΔTC > 350°C 증가)로 높였으며, 기존 고온 압전체보다 우수한 고온 압전 응답(d₃₃ > 400 pC/N, k₃₃ > 0.4)을 보였습니다. 도메인 조작된 BFH는 도메인 스위칭의 프로그래밍 가능한 제어를 가능하게 하여, 벌크 재료에서 가장 강력하면서도 조절 가능한 내부 바이어스장(>8 MV/m)과 초고보자력장 수준에서 기록적인 가역 전단 전기변형(최대 0.98%)을 달성했습니다. BFH 설계 개념은 확장된 온도, 고출력, 고응력 기능을 갖춘 차세대 강유전 및 전자기계 변환 소자를 위한 혁신적인 플랫폼을 제공합니다. 또한, 다결정, 단결정, 박막 형태의 강탄성, 강자성, 다강성 재료를 포함한 다양한 강성 재료군 전반에 걸쳐 프로그래밍 가능한 제어를 위한 보편적인 프레임워크를 구축합니다.