전기 에너지 저장 장치 document_id A220623111558

에너지 저장부는 전기 디바이스의 성능 및 동작 시간에 영향을 미치기 때문에, 우리의 일상 생활에서 중요한 역할을 한다. 회로에서 이용되는 캐패시터 및 휴대용 디바이스에서 이용되는 배터리와 같은 콤포넌트는 가장 일반적인 에너지 저장부이다. 거대자기저항 효과 (GMR; Giant Magnetoresistance Effect) 는 자기막 섹션과 비자기막 섹션이 교차하는 구조에서 관측되는 양자역학 효과이다. GMR 효과는 인가된 외부 필드에 따라 제로-필드 하이 저항 상태로부터 하이-필드 로우 저항 상태까지 전기 저항에서의 상당한 변화를 나타낸다. 따라서, GMR 효과는 양호한 성능을 갖는 절연체로서 이용될 수 있다. 그 결과, GMR 효과를 갖는 장치는 전기 에너지를 저장하도록 구현될 수 있다. 자기 캐패시터는 GMR 효과를 갖는 장치의 일 예이다. 자기 캐패시터는 자기 플레이트로 형성된다. 자기 플레이트는 N 극 (north pole) 및 S 극 (south pole) 을 가지며, N 극 및 S 극은 자기 플레이트에 따라 가장 강한 자기 필드를 가진다. 실질적으로, 자기 필드 강도는 자기용이축 (easy axis) 을 따라 모든 자기 쌍극자와 요약되고 결합된다. 자기 캐패시터에서 자기 플레이트의 편향된 쌍극자를 도시하는 도 1 을 참조한다. 자기 캐패시터는 제 1 자기 플레이트 (110), 제 2 자기 플레이트 (120), 및 유전층 (130) 을 포함한다. 제 1 자기 플레이트 (110) 및 제 2 자기 플레이트 (120) 는 동일한 방향을 지향하는 쌍극자를 갖는다. 도 1b는 자기 플레이트 및 필드 강도 밀도를 도시하는 자기 플레이트의 자기 필드 컨투어를 도시한다. 자기 필드 컨투어의 자기 필드 라인 밀도는 자기 필드 강도를 나타낸다. 도 1b 에 도시된 바와 같이, 자기 필드 강도는 자기 플레이트의 2 개의 측면으로부터 감소한다. 자기 필드 효과로 인해, 자기 캐패시터는 도시된 거대한 전기용량을 가진다. 따라서, 거대한 자기 효과는 자석 플레이트의 에지로부터 중앙으로 감소한다. 그러나, 전기 장치의 사이즈가 축소됨에 따라, 제한된 영역에 더 많은 전기용량을 저장할 필요가 증가하고 있다. 전술한 이유로 인해, 전기 에너지를 저장하는 큰 전기용량값 및 GMR 효과를 갖는 장치를 가질 필요가 있다.