먼저 제목부터 살펴 보겠습니다. 생소한 용어 들이 많아 배경 지식이 필요할 것 같습니다.
(1) Electron-pinned
pinned라는 핀으로 고정시킨이라는 뜻으로 생각해 보면, 무엇인지 모르지만 어떤 힘이나, 에너지, 물리적인 뭔가로 고정된 전자를 말하는 듯합니다. 또는 '전자로 고정된' 이라는 형용사적인 용어일 것 같기도 합니다. 뒤에 defect-dipoles라고 명사가 있으니 후자의 뜻이 자연스러워 보입니다.
(2) defect-dipoles
'결함 이중극'이라고 번역할 수 있겠는데, 결함 때문에 생기는 +전하와 - 전하가 약간의 간격을 두고 떨어져 있으면서 양극을 이룬 것을 defect-dipole이라고 여겨집니다.
(3) high-performance
흔히 차나 어떤 기계 액션을 만드는 주체가, 빨리 생산하거나 많이 생산해 내는 것을 hight-performance라고 부릅니다. 우리 말로 하면 '고성능'이라는 뜻이겠습니다.
(4) colossal [kə|lɑ:sl][kə|lɒsl]로 한국말로 [컬라:슬]비슷한 발음입니다. 뜻은 거대한, 엄청난 이라는 뜻입니다.
(5) permittivity
[pə́:rmitívəti]발음으로 [퍼:ㄹ미티버티]유사하게 읽으면 되고, '유전율'을 말합니다. 구글 사전에서는 'the ability of a substance to store electrical energy in an electric field.'- '어떤 전기장에서 전기적인 에너지를 저장하는 물질의 능력'이라고 설명하고 있습니다. 유전율이 크다는 것은 같은 전기장을 받아도 상대적으로 더 많은 전기에너지를 저장할 수 있다라고 이해할 수 있습니다.
그래서 high-performance colossal permitivity를 '고성능을 가진 엄청 큰 유전율'이라고 하고, 제목을 한글로 "고성능을 가진 엄청 큰 유전율을 만들기 위한 전자가 고정된 결함 이중극'으로 붙여 봅니다. 반대반향으로 해석하면 전자로 고정되어 다이폴을 이룬 결함이 큰 고성능 유전율을 만든다라고 생각해 볼 수도 있을 것 같습니다.
초록을 살펴보도록 하겠습니다.
첫번재 문장이,
"The immense potential of colossal permittivity (CP) materials for use in modern microelectronics as well as for high-energydensity storage applications has propelled much recent research and development." 입니다.
생소한 단어 부터 알아 보겠습니다.
immense는 형용사로 '어마어마하다'라는 뜻으로 [ɪ|mens][이멘스] 라고 발음합니다. 19세기 말부터 사용빈도가 현저하게 줄어드는 추세입니다. 현재는 0.00100%보다 조금 높은 비율로 사용되는 단어입니다. microelectronics: '초소형 전자 공학 기술', high-energydensity: '높은 에너지 밀도'로 한글로 풀어 적을 수 있겠습니다. 에너지 밀도라는 개념이 되게 추상적이네요. 특정 site(장소, 구역)에, 즉 특정 공간 위치에서 에너지가 높다라는 것을 말하는 것이 아닐까라고 추측해 봅니다.
propelled [prə|pel]은 propel의 과거 분사로 쓰이고 있습니다. '뭔가를 어떤 특정 방향으로 propel한다면, 그것을 그 방향으로 움직이게끔 한다'라는 뜻을 가집니다. 그리고 '만약 뭔가가 당신을 특별한 행동으로 propel한다면, 그 뭔가가 당신을 그 특별한 행동을 하도록 야기시킨다'라는 뜻도 됩니다. 한글말로 표현해 보면, '사람을 특정 상황이나 방향으로 몰고 가다', '앞으로 가게 하다'입니다.
'어마어마한 전기 퍼텐셜 에너지'가 주체가 됩니다. 더 구체적으로 '거대한 유전율을 가진 물질의 어마어마한 전기 퍼텐셜 에너지'가, 더 구체적으로는 '현대 초소형 전자공학 기술공학에서뿐만 아니라 높은 에너지밀도 저장장치를 위한 거대 유전율을 가진 물질의 엄청난 전기 퍼텐셜', 그래서 '이 주체가 많이 최근 연구개발 방향으로 몰아가고 있다.'라고 해석할 수 있겠습니다.
그 다음 문장이,
"Despite the discovery of several new classes of CP materials, the development of such materials with the required high performance is still a highly challenging task." 인데, 해석해 보면,
"거대 유전율을 가진 물질들의 새로운 분류들이 몇몇 발견 되었음에도 불구하고, 그러한 고효율이 요구되는 물질의 개발은 여전히 매우 도전적인 임무이다." 고효율로 만드는 것이 큰 의의가 있음을 시사하고 있습니다.
세번째 문장입니다. 구체적으로 이 논문의 목적을 알려주고 있습니다.
"Here, we propose a new electron-pinned, defect-dipole route to ideal CP behaviour, where hopping electrons are localized by designated lattice defect states to generate giant defect-dipoles and result in high-performance CP materials." - "이 논문에서 우리는 새로운 전자로 고정된, 이상적인 거대 유전율 작용을 보이는 이중 결함 방법을 제시하고 있다. 깡총깡총 뛰는 전자들이 지명된 격자 결함 상태로 국소화되는 곳에서, 거대한 이중 결함들을 만들어내고 고성능 거대 유전율 물질을 만들어 내는 전자로 고정된 이중 결함 방법을 제안한다."
"We present a concrete example, (Nb+In) co-doped TiO2 rutile, that exhibits a largely temperature- and frequency-independent colossal permittivity (>104) as well as a low dielectric loss (mostly <0:05) over a very broad temperature range from 80 to 450 K." -
"구체적인 예를 제시합니다. (Niobium 과 Indium)가 공동으로 투여된 이산화티타늄 러타일을 구체적으로 예로 제시한다. 이것은 아주 온도와 상관없고, 주파수와도 상관없는 거대 유전율(104 초과)도 보여준다. 뿐만 아니라 낮은 유전체 손실를 보여주기도 한다. 매우 넓은 온도 범위 80 켈빈에서 450 켈빈까지의 온도 범위에서 그러한 현상(온도와 독립적, 주파수와 독립적, 낮은 유전체 손실)을 보여주고 있다." 해석을 하면 이런 뜻이 되는데, Nb+In이 마약같이 주입된 TiO2 루타일 구조가 바로 이 논문에서 찾고자 하는 성질을 가진 물질이라고 말하고 있습니다. 거대 유전율과 낮은 유전손실을 가지는데, 온도와 주파수에 영향을 미치지 않는 거대유전율을 가지고, 유전 손실이 낮아서 성능이 높다라는 걸 말해주는 것 같습니다. 필요하면 구체적인 용어에 대해서 더 살펴 봐야 겠습니다.
먼저는 나머지 초록 문장을 보도록하겠습니다. 다섯번째 문장이,
"A systematic defect analysis coupled with density functional theory modelling suggests that ‘triangular’ In3+2 V..O Ti3+ and ‘diamond’ shaped Nb5+2 Ti3+ATi (A=Ti3+/In3+/Ti4+) defect complexes are strongly correlated, giving rise to large defect-dipole clusters containing highly localized electrons that are together responsible for the excellent CP properties observed in co-doped TiO2."
"조직적인 결함 분석, 밀도 범함수 이론 모델링이 투입된 조직적인 결함 분석이 제안하기를 '삼각형의' In3+2 V..O Ti3+ 와 '다이아몬드'모양을 가진 Nb5+2 Ti3+ATi (A=Ti3+/In3+/Ti4+) 결함 단지가 강하게 상호작용하고 있다. 큰 결함 다이폴 클러스터를 만들어 내면서 상호작용을 하고, 매우 국소화 된, 어떤 영역에 갇힌 전자들을 포함하는 이중결함 클러스터를 만들어 내는데, 그 전자들이 함께 공동 도핑된 TiO2에서 훌륭한 거대유전율 속성을 가지게하는 원인이 된다."
국소화된 전자가 중요한 대상이 되는 것처럼 느껴집니다. 클러스터(clusters)는 조밀하게 모여 있는 무리라는 뜻을 가지고 있습니다. 단지(complexes)는 뭔가가 집단을 이루고 있는 특정 구역이라고 해석하면, 결함 다이폴 무리들이 생성되고 생성되고, '삼각형'모양과 '다이아몬드'모양으로 이뤄진 공동 도핑 이산화티타늄(co-doped TiO2) 결함단지가 결함 다이폴 무리들 만는 것으로 이해할 수 있습니다. 여튼 중요한건 매우 국소화된 전자들을 포함하는 큰 결함 다이폴 무리들이 거대 유전율 속성의 원인이 된다라는 사실입니다.
마지막 문장이,
"This combined experimental and theoretical work opens up a promising feasible route to the systematic development of new high-performance CP materials via defect engineering."
feasible 단어를 알아보겠습니다. 발음이 [|fi:zəbl][ˈfēzəb(ə)l]로 한국 발음으로 표현 해 보면 [피:저블]와 비슷합니다. 만약에 뭔가가 feasible 하다면, 그 뭔가가 될 수 있거나, 그 뭔가가 만들어 질 수 있거나, 그 뭔가가 성취될 수 있다라는 뜻을 가지고 있습니다. 한국말로는 '실현가능한'이라는 의미를 내포하고 있습니다.
promising 은 [|prɑ:mɪsɪŋ][ˈpräməsiNG]으로 발음하는데 [프라:미싱]과 비슷합니다.
뜻이, promising한 누군가는 또는 뭔가는 매우 좋게 보이거나 성공적인 것처럼 보인다라는 뜻입니다. 한국말로는 '조짐이 좋은', '유망한', '장래가 촉망되는'이라는 뜻으로 볼 수 있습니다.
그래서 이 문장을 해석해 보면, "'실험과 이론이 합작된 일'가 주체가가 됩니다. 그래서 그 주체가 유망한 실현가능성이 있는 길을 연다.
어떤 길을 여냐면, 체계적인 개발의 길인데, 결함 공학 기술을 통하여서 새로운 고성능 거대 유전율 물질을 위한 체계적인 개발를 향한 유망하고 실현가능한 길을 '실험과 이론이 합작된 일'이 열고 있다.", 다소 상투적인 말이 아닐까 생각이 듭니다.
그림과 그래프를 살펴보겠습니다.
그림 1) 진동수 의존성에 따른 유전 성질 - 진동수에 따라서 물질의 유전율이 어떻게 달라지는지 보여주는 그림입니다. dielectric 은 절연체, 연결을 짜르는 물체라고 생각해 봅니다. 그래서 소리전달, 열전달 을 못하게 하는 물체, 특히 전기 전달을 못하게 물체를 절연체라고 합니다. 아주 전달을 못하도록 하는 상황은 이상적인 경우이고, 현실적인 측면에서 설명하면 전달성이 아주 형편없는 수준을 가진 물질도 절연체라고 부릅니다. 그 전달성에 관한 기준은 애매할 듯합니다.
하여튼, 그림에서 눈에 띄는건, (Nb + In) 농도가 높아져서 10%가 되었을 때, 유전율도 높고, 진동수 10^5Hz까지 진동수 영향을 거의 받지 않음을 볼 수 있습니다.
그림 설명 그 다음 문장에서,
"Dielectric permittivity and dielectric loss tangent (tan δ) of (Nb+In) co-doped rutile TiO2 at room temperature." -> "유전체 유전율과 유전체 손실 탄젠트, 즉 실온에서 TiO2 러타일에 (Nb+In)을 공동 도핑한 (Nb+In)가 이루는 각도 δ가 의미하는 유전체 손실." 문장이 아닌 주체만 길게 표현한 문구인것 같습니다. 동사를 찾을 수 가 없네요. '손실 탄젠트' 개념을 더 자세히 알 필요가 있을 것 같은데, 본문 내용에서 나중에 알아봐야겠습니다.
