최근 전자기기 구동에서 순간 고출력을 효율적으로 발생할 수 있는 부품과 재료가 요구되고 있다. 전기재료에서 출력(Power)을 증가시키기 위해서는 재료에 저장되는 에너지를 증가시켜야 한다. 유전체에서 에너지 저장량은 절연파괴 전기장의 제곱과 유전상수 값에 의해서 결정된다. 일정 이상의 전압을 가할 수 있는 상황에서는 에너지 밀도를 높이기 위해서는 저장에너지에 제곱으로 비례하는 절연파괴 전기장을 높이는 것이 효과적이다. Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT)는 높은 압전성을 가지는 대표적인 압전 세라믹스이다. 하지만 PZT는 고온 소결 시에 납이 휘발되며 밀도가 저하되고 밀도 저하는 절연파괴전압의 저하로 이어진다. 또한, PZT 후막은 고온 공정을 거치면 입자의 성장이 일어나 절연파괴전압이 감소하고 유전손실이 커져 새로운 제조방법이 필요하다. 한편, 유전체에서 발생한 열이 빠르게 퍼지지 않고 축적되면 전하 이동이 가속되어 절연파괴가 일어나게 된다. 절연파괴 전압을 높이기 위해선 발생한 열을 효과적으로 방출하여 열이 집중하는 것을 방지해야 한다.
상온분말 분사법 (aerosol deposition, AD)은 상온의 저진공 상태에서 분말을 고속으로 기판에 분사하여 후막을 형성한다. 기판과 분말의 충돌로 나노 크기의 결정을 가지는 후막을 얻을 수 있으며, 상온에서 막을 제조함으로 제조공정 중간에 물질 간의 반응이 적고 입자 성장이 일어나지 않는다.
본 연구에서는 AD공정을 이용하여 높은 열 전도성을 가지는 SiO₂-Al₂O₃-Y₂O₃ (SAY) 조성 유리와 PZT의 혼합 후막, PZT-xSAY (x=0, 5, 10vol%)을 제조하고 에너지 저장 특성을 평가하였다. SAY 유리는 후막에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하며 PZT 미세구조를 치밀하게 할 것으로 판단하였다. 유리 양이 증가할수록 혼합 막이 치밀해지며 절연파괴전압이 상승하였지만, 유리와 PZT의 반응으로 에너지 밀도는 감소하였다. 낮은 전기장(400kV/cm)에선 PZT-10SAY가 83.5%로 높은 전기장 (800kV/cm)에선 PZT-5SAY가 70.6%로 에너지 저장 효율이 가장 높게 측정이 되었다.