k값이 1.06-1.10이고, 기계적 복원력과 열 및 전기적 안정성을 동시에
가지며, 넓은 전압 및 주파수 범위에서 안정적이다. 또한, 최대 섭씨
800도 까지 2.43 × 10-5 K-1의 유전율 열계수, 30 Mpa의 영률*, 1.07
Mpa의 항복 강도**, 50% 이상의 압축 후 완전한 형상 회복력을 갖는다.
이로 인해, 파괴강도 및 초저유전율은 압축 사이클 시 형상 회복과 함께
회복이 가능하다. 그러나 다섯번의 압축 사이클과 25%의 압축률을
넘어가면 누설전류로 인해 캐퍼시터가 단락된다.
*영률(Young’s modulus) : 물체를 양쪽에서 잡아 인장 또는 압축 시킬 때 물체의 길이의 변
화율과 인가된 응력의 비율
**항복 강도(Yield strength) : 재료가 영구 변형을 나타낼때의 응력
2. 연구내용
○ 단일 밀도의 단위 층으로 이루어진 나노라티스를 두 개의 밀도를 가진
층이 혼합된 구조로 만들었다. 이러한 불균질 나노라티스는 응력인가 시,
저밀도 층이 먼저 변형되어, 전체 라티스의 50%가 변형 될 때 까지,
고밀도 층은 응력으로부터 완전히 보호 되었다. 이로 인해, 무려 62.5%의
변형률과 100번의 압축응력 사이클 동안 절연파괴와 초저유전 특성은
안정적으로 회복될 수 있었다.
○ 또한, 변형이 거의 되지 않은 고밀도 층으로 인해, 단일 밀도로 이루어진
나노라티스 보다 최대 3.3 배의 높은 절연파괴강도를 기록했다. 그리고
이때의 유전율은 1.2 이하를 유지하였으며, 유전손실, 캐퍼시턴스에 대한
전압 계수 등이 프리퀀시와 전압에 대해 매우 안정적이었다.
○ 특히, 두 개의 밀도 층을 번갈아 반복적으로 구성한 나노라티스 보다,
분리하여 구성한 나노라티스에서 훨씬 안정된 전기적/유전적 특성을
얻을 수 있었고, 절연파괴강도 또한 약 2배 가량 높았다.
○ 전기전도 측면에서는, 저밀도 층과 고밀도 층이 양분된 이종접합
나노라티스에서는 응력 사이클 동안 풀-프렌켈 방출(Poole-frankel
emission)*방식을 유지하며 안정된 반면, 저, 고밀도 층을 번갈아
쌓은 나노라티스 에서는 결함 축적으로 인해 퇴화했다.
* 풀-프렌켈 방출(Poole-frankel emission): 보통 매우 큰 전계에 대하여 물질의 내부에서 대부분의 열전자
방출이 증가하는 현상