구겨지고 접혀도 망가지지 않는 기판
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[포항=뉴시스]안병철 기자 = 한·미 공동 연구팀이 망가지지 않고 고열에 견디는 폴더블(접이식) 기판을 개발해 학계의 주목을 받고 있다.
최근 포스텍 신소재공학과 정운룡 교수와 공민식 박사 연구팀이 미국 노스캐롤라이나 주립대(NCSU) 화학·생체 분자 공학부 마이클 디키 교수, 만 호우 봉 박사과정생 연구팀과의 연구를 통해 스크래치에 강한 나노 두께의 폴더블 투명 전극과 회로를 제작했다.
스마트폰이나 태블릿, 노트북 등 전자기기의 핵심 요소 중 하나인 금속 원소와 산소의 결합으로 형성된 '금속 산화물 박막'은 특성 제어를 통해 부도체-반도체-도체 간 변환이 가능하고 투명성과 내구성, 유연성이 뛰어나 웨어러블·폴더블 기기에도 사용되고 있다.
공동 연구팀은 이번 연구에서 기존 기술의 한계를 극복하기 위해 공기 중에 노출된 금속 표면에 자연적으로 형성되는 얇은 산화막에 주목했고 비젖음성(dewetting) 활용과 프린터 헤드 부분에 열을 가해 금속 잔류물 없이 깨끗한 산화막을 얻는 데 성공했다.
또한 이 기술을 이용해 갈륨 산화막 내부에 금 도는 구리를 증착해 전도성을 부여하는 데 성공했고 이를 바탕으로 800℃ 고온에서 안정적이고, 구겨지거나 완전히 접어도 망가지지 않을 정도로 기계적 안정성이 우수한, 나노 두께(<10nm)의 폴더블 투명 회로를 완벽하게 구현했다.
연구진(포스텍 정운룡 교수, 공민식 박사, 마이클 디키 교수, 만 호우 봉 박사과정생)
포스텍 정운룡 교수는 "비정질 상태의 자연 산화막에 일반적인 연속 프린팅 공정을 적용하고, 이를 통해 스크래치에 강한 나노 두께의 폴더블 투명 전극과 회로를 만든 최초 사례"라고 밝혔다.
공민식 박사는 "비정질 상태의 자연 금속 산화막은 기계적·전기적 성능이 독특해 앞으로 다양한 추가 연구가 기대되고, 여러 분야에 응용될 수 있을 것이다"고 말했다.
한편 이번 연구는 포항 방사광가속기를 이용했다.
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