압전 효과 란 무엇입니까?
압전 효과는 물리적 응력을받는 경우 전기장 또는 전류를 생성하는 특정 결정의 고유 한 특성입니다. 결정에 부과 된 전계가 그 구조에 스트레스를 가하는 동일한 효과가 역으로 관찰 될 수도있다. 압전 효과는 다양한 센서 및 회로 응용 분야에 사용되는 전기 부품 인 트랜스 듀서에 필수적입니다. 전자 기계 장치에 적용되는 현상의 다양성에도 불구하고 1880 년에 발견되었지만 약 반세기가 지나야 널리 사용되지는 않았습니다. 압전 효과를 나타내는 결정 구조의 유형은 석영, 토파즈 및 로쉘 염을 포함하며, 이는 KNaC 4 H 4 O 6 4H 2 O의 화학식을 갖는 칼륨 염의 유형이다.
그의 아내 마리와의 방사선 연구로 1903 년 노벨 물리학상을 수상한 것으로 유명한 피에르 큐리 (Pierre Curie)는 1880 년 그의 형제 자크 퀴리 (Jacques Curie)와의 압전 효과를 발견 한 것으로 유명합니다. 그러나 전기가 결정을 변형시키는 경우. Franco-Luxembourgish 물리학 자 가브리엘 립만 (Gabriel Lippmann)은 다음 해에 역효과 발견으로 인정 받았으며, 1883 년에 최초의 실험 심전도 (ECG) 기계 작동의 핵심 장치 인 립만 전계의 발명으로 이어졌습니다.
압전 효과는 매우 낮은 전류 레벨에서 종종 수천 볼트의 전기 에너지 전위차를 발생시키는 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 이것은 작은 압전 결정조차도 가스 오븐과 같은 점화 장비에서 스파크를 발생시키는 데 유용한 물체로 만듭니다. 압전 결정의 다른 일반적인 용도로는 현미경, 프린터 및 전자 시계의 정확한 움직임을 제어하는 것이 있습니다.
압전 효과가 발생하는 과정은 결정 격자의 기본 구조를 기반으로합니다. 결정은 일반적으로 음의 전하와 양의 전하가 결정 격자의 단단한 평면을 따라 서로 정확하게 상쇄되는 전하 균형을 갖는다. 결정에 물리적 스트레스를 가하여이 전하 균형이 파괴되면, 에너지는 전하 운반체에 의해 전달되어 결정에 전류를 생성합니다. 반대로 압전 효과를 사용하면 외부 전계를 크리스탈에 적용하면 중성 전하 상태의 균형이 맞지 않아 기계적 응력과 격자 구조의 약간의 재조정이 발생합니다.
2011 년 현재, 압전 효과는 쿼츠 시계부터 온수기 점화기, 휴대용 그릴 및 일부 휴대용 라이터에 이르기까지 모든 분야에서 널리 사용되었습니다. 컴퓨터 프린터에서, 소형 결정은 잉크젯의 노즐에서 사용되어 잉크의 흐름을 차단합니다. 전류가 흐르면 변형되어 텍스트와 이미지를 생성하기 위해 잉크를 조심스럽게 조절 된 양으로 종이에 흘립니다.
압전 효과는 또한 시계에서 소형 스피커를위한 사운드를 생성하고 건축 트랜스 듀서의 스터드 파인더와 같은 물체 사이의 거리를 측정하는 음파 변환기에서 사운드를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 초음파 트랜스 듀서는 또한 많은 마이크뿐만 아니라 압전 결정을 기반으로합니다. 2011 년 현재 티탄산 바륨, 납 티타 네이트 또는 납 지르 코 네이트로 만든 결정을 사용하는데,이 기술은 초기 기술 형태의 표준 결정 인 로쉘 염보다 낮은 전압을 생성합니다.
2011 년 현재 압전 효과를 활용하는 가장 진보 된 기술 중 하나는 원자와 소분자의 구조를 시각적으로 검사하는 데 사용되는 STM (Scanning tunneling microscope)입니다. STM은 나노 기술 분야의 기본 도구입니다. STM에 사용되는 압전 결정은 단 몇 나노 미터 또는 수십억 미터의 규모로 측정 가능한 모션을 생성 할 수 있습니다.