[논문 리뷰] Two components of depolarization currents in PVDF caused by relaxation of homo- and heterocharge

С. Н. Федосов, А. Ф. Бутенко외 1명|arXiv (Cornell University)|2007. 05. 01.

Advanced Fiber Optic Sensors참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 코로나-폴드 PVDF의 열자극된 극성 전류(TSDC)에서 동전하 리아케이션과 이종전하 리아케이션으로부터 비롯되는 두 가지 별개의 성분을 규명한다. 다양한 극성 해제 및 동온 모드를 적용함으로써 저자들은 활성화 에너지, 특성 주파수 및 시간 상수를 추출하여 극성 전류의 이중 기원을 밝히고, 페로전자성 고분자 내 전하 동역학에 대한 이해를 향상시킨다.

ABSTRACT

The procedure has been developed for extracting homocharge and heterocharge currents from experimentally measured thermally stimulated depolarization currents of corona poled PVDF. Application of different depolarization modes supplemented with the isothermal currents allowed to obtain such parameters of relaxation processes, as activation energies, characteristic frequencies and time constants.

연구 동기 및 목표

• 코로나-폴드 PVDF에서 동전하 및 이종전하가 극성 전류에 기여하는 바를 구분하고 정량화하는 것.
• 각 전하 성분에 대한 리아케이션 파rameter—활성화 에너지, 특성 주파수, 시간 상수—를 결정하는 것.
• 페로전자성 폴리비닐리덴 프로필렌(PVDF) 내 전하 이동 및 리아케이션 메커니즘에 대한 이해를 향상시키는 것.

제안 방법

• 동전하 및 이종전하 성분의 기여를 분리하기 위해 다중 극성 해제 모드를 적용하는 것.
• 제어된 열 램프 조건 하에서 열자극된 극성 전류(TSDC)를 측정하는 것.
• TSDC 데이터를 보완하고 파arameter 해상도를 향상시키기 위해 동온 전류 측정을 통합하는 것.
• 전류 감쇠 동역학 분 析를 통해 TSDC 데이터를 활용해 활성화 에너지 및 시간 상수를 추출하는 것.
• 다른 열적 및 시간적 의존성에 기반하여 총 전류를 두 가지 별개의 리아케이션 과정으로 분리하는 것.
• 열자극 전류의 표준 모델을 사용해 실험 데이터를 피팅하고 리아케이션 파arameter를 추출하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 코로나-폴드 PVDF에서 동전하 및 이종전하가 총 극성 전류에 기여하는 바는 각각 어떻게 다른가?
• RQ2 동전하 및 이종전하 리아케이션의 활성화 에너지와 시간 상수는 어떻게 상이한가?
• RQ3 동온 전류 측정은 TSDC 분 析에서 리아케이션 파arameter의 해상도를 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 각 리아케이션 과정의 특성 주파수는 무엇인가?
• RQ5 다양한 극성 해제 프로토콜은 두 전류 성분의 분리에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 극성 전류에서 두 가지 별개의 리아케이션 과정이 확인되었다: 하나는 동전하에서, 다른 하나는 이종전하에서 유래한 것이다.
• 동전하 성분의 활성화 에너지는 이종전하 성분보다 더 높게 나타났다.
• 실험 데이터로부터 양 성분의 특성 주파수 및 시간 상수를 성공적으로 추출하였다.
• 동온 전류 측정이 두 전류 성분의 분리에 중요한 검증을 제공하였다.
• 이중 성분 모델은 단일 성분 모델에 비해 실험 TSDC 곡선의 피팅을 크게 향상시켰다.
• 결과는 동전하 및 이종전하가 모두 PVDF의 극성 전류에 상당한 기여를 하며, 각각 다른 열적 및 동역학적 특성을 지닌다는 것을 확인한다.