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| 서울대 고승환 교수팀, 레이저 이용 다종 나노와이어 제작기술 개발 |
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| 사물 인터넷 시대 앞당길 다기능 유연 나노 센서 상용화 길 열려 |
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한국에너지절약신문 
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| ▲ (a)흡수층 조절 방안 개념도 (b)흡수층 조절에 따른 온도장 profile simulation (c)기판 위에서의 온도장 profile. (사진제공=한국연구재단) © 한국에너지절약신문 | | 미래창조과학부(장관 : 최양희)와 한국연구재단(이사장 : 정민근)은 7월 20일 “레이저를 이용해 여러 종류의 나노와이어를 유연 기판 위에 선택적으로 합성하는 데 성공했다”고 밝혔다.
서울대 고승환 교수, UCB(University of California at Berkeley) 여준엽 박사후연구원, 서울대 홍석준 박사후연구원 등은 레이저를 이용해 기존보다 간단히 나노와이어를 제작하는 기술을 개발하는 연구를 미래창조과학부와 한국연구재단의 기초연구사업(중견연구자지원)을 통해 수행하였으며, 이번 연구 결과물은 나노 분야의 세계적 권위지인 에이씨에스 나노(ACS Nano) 온라인 판 6월 2일자(논문명 : Laser-Induced Hydrothermal Growth of Heterogeneous Metal-Oxide Nanowire on Flexible Substrate by Laser Absorption Layer Design)에 게재되었다.
이번 논문의 제1저자는 여준엽 UCB 박사후연구원이며, 공동 제1저자는 홍석준 서울대 박사후연구원, 고승환 교수는 교신저자로 참여했다.
나노와이어를 활용한 센서는 크기가 매우 작아 전력을 적게 소비하고 재료에 따라 다양한 정보를 검출할 수 있으며 민감도가 우수한 장점이 있다. 이러한 장점으로 사물컴퓨터, 유비쿼터스 컴퓨팅 등 최근 각광 받고 있는 센서 네트워크 구현을 위한 다기능 센서에도 유용하게 활용될 것으로 기대되고 있다.
하지만 기존에 나노와이어를 전자소자에 적용하기 위해서는 복잡한 공정을 거쳐야 했기 때문에 신뢰도와 제작 성공률이 매우 떨어졌다. 용액 속이나 기판 위에 나노와이어를 성장 시킨 후 이를 수집하여 원하는 곳에 분산시키고, 필요한 형태로 다시 정렬시키는 절차가 필요했기 때문이다.
연구팀이 개발한 기술로 용액 전구체에 담긴 기판에 레이저를 쪼이면 광에너지가 열에너지로 변환(광열반응)되어 기판에 흡수된 레이저는 광선의 크기에 따라 온도장(Temperature field)을 형성한다. 이 온도장이 생기는 곳에 나노와이어가 합성되므로 원하는 곳에 원하는 크기만큼 나노와이어를 자라게 할 수 있다.
전구체란 어떤 물질대사나 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질이다.
연구팀은 “복잡한 나노와이어 공정 축약으로 신뢰도를 높이고 비용을 줄일 수 있고, 레이저 광에너지를 세밀하게 조절하면 유연(flexible)기판에서도 나노와이어를 합성할 수 있다. 또 용액전구체를 교체하며 여러 종류의 나노와이어를 하나의 유연기판 위에 선택적으로 합성할 수도 있다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구에 참여한 고승환 교수는 “이번 연구성과는 유연 기판을 포함한 여러 종류의 나노와이어를 하나의 기판에서 합성할 수 있다는 것을 입증한 것”이라며, “이에 따라 복잡했던 공정이 축약되어 나노와이어 기반 소자 제작 비용을 크게 절감할 수 있는 것은 물론 사물인터넷 및 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 고감도 초소형 센서 제작에도 기여할 것”이라고 밝혔다.
고승환 교수 연구팀은 나노와이어 기반의 유연 변형센서 기술개발로 나노레터스에 7월 7일자 논문을 게재한 바 있다.
/ 한국에너지절약신문 인터넷부 엄재성 기자 news@energysavingnews.kr/
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| 기사입력: 2015/07/21 [16:14] 최종편집: ⓒ 한국에너지절약신문 |
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