새로운 나노와이어 전사 공정 과정(a)과 나노희생층 식각 원리(b) 모식도.KAIST 제공
[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 고온 처리된 나노와이어를 유연 기판위에 완벽히 정렬하는 기술을 개발, 고성능의 유연 에너지 수확 소자를 제작했다.
KAIST 전기및전자공학부 윤준보 교수팀이 고온에 열처리된 나노와이어 다발물질을 유연기판에 옮기는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
나노와이어는 나노미터 크기의 와이어 구조체로, 우수한 물리·화학적 특성과 높은 응용성으로 과학과 공학계에서 널리 사용되고 있다.
연구팀은 대면적으로 제작된 실리콘 나노그레이팅 기판과 나노희생 층 공정을 결합하는 새로운 나노 옮기기 기술(nano-transfer)을 개발했다.
이 기술은 옮기기의 틀이 되는 나노그레이팅 기판과 나노와이어 사이에 있는 나노희생층이 열처리 후 나노와이어를 유연기판으로 옮길때 희생층이 없어지도록 한다.
이를 통해 초고온에서 물성이 확보된 나노와이어를 정렬된 형태로 유연기판에 안정적으로 제작할 수 있다.
연구팀은 이 기술로 700℃ 이상에서 물성이 확보되기 시작하는 티탄산바륨 세라믹 나노와이어에 제작, 최초로 2 x 1.5cm 면적의 나노와이어 다발을 유연 기판위에 완벽하게 정렬해 제작했다.
또한 이를 웨어러블 에너지 수확에 응용해 기존에 보고된 일반적인 티탄산바륨 나노와이어 기반 에너지 수확 소자의 특성을 넘는 높은 전기적 에너지를 얻었다.
연구팀은 이 기술로 유연트랜지스터, 열전소자 등 다양한 유연 전자소자 개발에 기여할 것으로 기대하고 있다.
논문 제 1저자로 참여한 서민호 박사과정은 “물성이 향상된 나노와이어 물질을 유연 기판 위에 옮기고 이를 이용한 소자 수준의 성능 향상을 선보였다”며 “다양한 나노와이어 물질의 유연 기판 위 제작 및 고성능 웨어러블 전자 소자의 구현에 기반이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 1월30일자 온라인 판에 게재됐다.
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