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나노탄소소재 기반 전자소자기술 개발 동향 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.66 no.12, 2017년, pp.30 - 34  

이상원 (한국탄소융합기술원 전기전자재료 연구실) ,  김병주 (한국탄소융합기술원 다기능탄소소재 연구실) ,  최영철 (한국탄소융합기술원 국제탄소연구소) ,  정동철 (한국탄소융합기술원)

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문제 정의

  • 따라서, 쉽게 늘어나는 1차원 또는 2차원 물질들이 각광을 받고 있으며, 소자 성능과 안정성 면에서도 좋은 결과를 보여주고 있다. 본 기고에서는 나노 탄소소재드들인 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀(Graphene)을 활용한 전자 소자, 특히 유연한 소자의 연구 동향과 향후 기술방향에 대해 예측하고 설명하고자 한다. 그림 2에서 알 수 있듯이 나노탄소 소재는 유연하면서도 우수한 특성을 보유하고 있어서 다양한 산업적 응용이 기대된다.
  • 본 기고에서는 나노 탄소소재를 이용한 전자소자 개발 관련 국내외 연구 동향에 대해 소개하였다. 휘어지는 소자, 더 나아가 늘어나는 소자는 4차 산업 혁명의 모토인 지능정보기술을 이루기 위한 필수 요소가 될 것으로 예상된다 (그림 11).
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
게르마늄, III-V 족 화합물 소재는 어떤 중요한 역할을 하고 있는가? 게르마늄, III-V 족 화합물 소재가 반도체 소자에서 채널 물질로서 중요한 역할을 하고 있다. 가격 경쟁 면이나 소자 안정성 면에서 공정 정밀도와 소자 구조 개선을 거듭하고 있으며, 이는 전자소자의 집적화로 이어진다.
4차 산업 시대에서 요구되어지는 기능 소자로는 무엇이 있는가? 하지만, 기존 산업에서 원하는 바가 전자기기의 소형화와 성능 개선이었다면, 4차 산업 시대에서 요구되어지는 제품은 다양한 기능을 탑재한 전자기기가 될 것으로 예상된다. 가장 대표적인 기능 소자로는 휘어지고 늘어나는 소자, 즉 웨어러블 전자기기를 꼽을 수 있다.(그림 1) 영화 속에서나 볼 수 있었던 옷에 탑재된 컴퓨터, 종이처럼 구겨져 있다가 펼쳐서 보는 스크린 등 일상 생활 중 어느 곳에서나 전자기기를 볼 수 있는 세상이 멀지 않은 미래일 것이다.
3차원 물질은 왜 유연한 소자로의 활용은 어려울 것으로 보이는가? 3차원 물질은 물질 자체의 강직도와 초박막 소자 공정의 어려움으로 인해 유연한 소자로의 활용은 어려울 것으로 보인다. 따라서, 쉽게 늘어나는 1차원 또는 2차원 물질들이 각광을 받고 있으며, 소자 성능과 안정성 면에서도 좋은 결과를 보여주고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. S. Iijima, et al., Nature 354, 56 (1991) 

  2. M. Scarselli, et al., J. Phys.: Condens. Matter 24, 313202 (2012) 

  3. S. Tans, et al., Nature 393, 49 (1998) 

  4. S. Y. Lee et al., ACS Nano 5, 2369 (2011) 

  5. J. Kong, et al., Science 287, 622 (2000) 

  6. K. S. Novoselov, et al., Science 306, 666 (2004) 

  7. S. Bae, et al., Nat. Nanotechnol. 5, 574 (2010) 

  8. H. Yang, et al., Science 336, 1140 (2012) 

  9. W. J. Yu, et al., Nano Lett. 11, 1344 (2011) 

  10. S. H. Chae et al., Nat. Mat. 12, 403 (2013) 

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