신소재공학 분야 교수입니다.
P-E 곡선에 대해서 다소 잘 못 이해하고 있습니다.
맨처음에는 합성분극 (그런데 이렇게 표현하면 좀 이상합니다. Net polarization 이 좋습니다.)이 0이 맞습니다.
그러므로 P-E곡선에서도 처음에는 0에서 시작합니다.
이렇게 P-E 곡선에 맨 처음 시작할 때는 initial curve를 그리면서 올라갑니다.
어느정도 또는 완전히 P가 saturation 된 다음에, E를 다시 낮추면서 0이 된다 하더라도 자발분극 특성에 의해 net polarization은 다시 0이 될 수 없습니다. 여러분들이 보고있는, 배우는 P-E 곡선 hysteresis 는 바로 이렇게 이미 poling이 되어버린 강유전체의 곡선에 대해서 보는 것입니다. 즉 외부 전기장(E)에 의해 domain 이 상당히 통일되어버렸기 때문에, 전기장이 없더라도 net polarization은 특정 값을 가지게되고 이를 우리는 잔류분극(remnant polarization)이라고 하는 것입니다.
하나의 grain 내부인지 여러개의 grain인지는 중요하지 않습니다. 강유전체에서 중요하게 생각해야하는 것은 우선적으로는 domain 미세구조 특성이지 grain 미세구조가 아닙니다.
기본 재료과학책에서 강유전체에 대해서 먼저 차근차근 배우고 P-E곡선을 배워야 합니다. P-E 이력곡선이 나오는 이유가 단순히 강유전체 결정구조에서의 분극 비대칭성 특성 때문이 아니고, 강유전체 전체에서 나타나는 domain 및 domain wall 거동에 의한 것이기 때문입니다.
암튼 initial curve 및 P-E 형태와, domain과 관련되어 그 이유에 대해서 간단히 구글링만 해봐도 다음과 같은 그림을 찾아볼 수 있습니다. 굳이 어려운 영문 읽지않고 그림에 나와 있는 형태만 봐도 이해할 수 있습니다. 재료과학 강의 수준에서 이미 배웠어야 하는 내용이므로, 바로 전자세라믹, 유전체공학 등에서 처음 접한 것이라면 다소 늦긴하였습니다. 그래도 이제라도 잘 이해하면 됩니다.
https://encyclopedia.pub/entry/7316 (여기서 Figure 7을 확인해보세요)
