초록 ▼

연구의 목적 및 내용
유연하면서 동시에 투명한 유기발광소자(OLED)와 유기반도체(OTFT)를 구현하기 위하여 초임계 유체를 이용해 응집되어 있는 CNT 및 그래핀을 개별/층별 분산시킴과 동시에, 금속성/반도체성 SWCNT를 분리하여, 금속성 SWCNT를 전극에 이용함. 또한 나노분산된 탄소나노소재의 표면에 금속이나 기능기를 도입하여 일함수를 엔지니어링 함. 그래핀과 유기반도체를 조합하여 기판에 대한 접착력이 뛰어난 전극을 제조하고 분산제 제거를 위한 건식공정을 개발함. 모든 전극에 탄소나노박막을 적용한 플렉서블 투명 유기반도

연구의 목적 및 내용
유연하면서 동시에 투명한 유기발광소자(OLED)와 유기반도체(OTFT)를 구현하기 위하여 초임계 유체를 이용해 응집되어 있는 CNT 및 그래핀을 개별/층별 분산시킴과 동시에, 금속성/반도체성 SWCNT를 분리하여, 금속성 SWCNT를 전극에 이용함. 또한 나노분산된 탄소나노소재의 표면에 금속이나 기능기를 도입하여 일함수를 엔지니어링 함. 그래핀과 유기반도체를 조합하여 기판에 대한 접착력이 뛰어난 전극을 제조하고 분산제 제거를 위한 건식공정을 개발함. 모든 전극에 탄소나노박막을 적용한 플렉서블 투명 유기반도체 소자를 제작하고 특성을 규명함.
연구결과
(1) 초임계유체를 이용한 단일벽과 다중벽 탄소나노튜브의 정제, 분산성 증진, 디번들링 공정 개발 연구
(2) 금속/반도체성 탄소나노튜브의 분리 공정 효율화 연구
(3) 탄소나노박막의 전도성 개선을 위한 도핑 연구
(4) 접촉저항 개선을 위한 산처리를 대체할 새로운 건식처리공정 개발 연구
(5) 탄소나노튜브의 산, 열처리 정제의 최적화 공정 개발 연구
(6) 탄소나노튜브 박막의 전도성개선 연구 및 정량분석법 개발 연구
(7) 금속과 유기반도체의 접촉저항 감소-저온 CVD 그래핀 interlayer 적용한 일함수 엔지니어링
(8) 그래핀과 금속간의 접촉저항 감소연구-플라즈마처리 공정 연구
(9) 투명전극 적용을 위한 그래핀 도핑 특성 연구
(10) 금속과 유기반도체(Pentacene)사이에 그래핀 전극을 삽입하여 유기트랜지스터를 제작 후 전기적특성 연구
(11) 접촉저항 개선을 위한 그래핀 전극 저온합성법 연구
연구결과의 활용계획
탄소나노박막은 높은 화학적 안정성, 높은 기계적 강도, 유기물과의 낮은 접촉저항을 갖고 있어서 유기를 사용하는 모든 광범위한 분야에 적용이 가능하다. 플렉서블 디스플레이 분야, 유기태양전지의 전극과, 슈퍼 커패시터의 전극의 에너지 산업 분야, 스마트 윈도우,RFID 등의 전기분야, 인공귀, 인공눈 등의 바이오분야에 응용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Purpose& contents
For developing flexible and transparent organic devices such as OTFT and OLED research target includes SWCNT/graphene nano-dispersion and dispersant selection, Building-up of quantitative analysis methods for metallic and semiconducting SWCNT using UV-Vis-NIR spectroscopy, In-si

Purpose& contents
For developing flexible and transparent organic devices such as OTFT and OLED research target includes SWCNT/graphene nano-dispersion and dispersant selection, Building-up of quantitative analysis methods for metallic and semiconducting SWCNT using UV-Vis-NIR spectroscopy, In-situ metal deposition on SWCNT and graphene, Incorporation of chemical functional group to SWCNT and graphene, Work function engineering of SWCNT and graphene with dopants of metal and chemical functional group.
Result
(1) Purification, dispersion, and debundling study of single and multi walled carbon nanotube using supercritical fluids
(2) Separation study of metal/semiconducting CNT
(3) Doping study of carbon nanofilm for enhancing electrical conductivity
(4) Development study of dry process replacing acid treatment for improving contact resistance
(5) Study of acid based and thermal purification method of CNT
(6) Study of quantitative method for analyzing CNT purity
(7) Decrease of contact resistance between metal and organic semiconductor - work function control by low-temperature CVD graphene as interlayer.
(8) Study of process of plasma graphene can decrease contact resistance between metal and organic semiconductor
(9) Graphene doping study for transparent electrode
(10) Fabrication of pentacene organic transistor with graphene electrode between metal and Pentacene. it has a better electric current character than metal electrode's for transparent/flexible device, synthesize and measure the graphene in-low temperature. as a result graphene was synthesize in decrease .
(11) Study of low-temperature synthesis of graphene for reducing contact resistance
Expected Contribution
Carbon nanofilm has high chemical stability, mechenical strength and low contact resistance so as to apply to various fields such as flexible display, energy fields of organic solar cell and supercapacity and electonic fields of smart windows and RFID and bioelectronics of artificial ear and artificial eye.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 가. 국내외 관련분야의 환경변화 ... 7
• (1) 관련 연구 동향 ... 7
• (2) 기존연구의 문제점 및 전망 ... 9
• (3) 해결하고자 하는 과제 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• (1) 초임계유체에 의한 탄소나노튜브의 전처리공정 연구 ... 15
• (2) 탄소나노튜브의 금속성/반도체성 분리 공정 연구 ... 32
• (3) 탄소나노튜브 박막 전도성 개선에 관한 연구 (산처리 대체 연구) ... 39
• (4) 초임계 처리에 따른 그래핀의 두께 변화에 관한 연구 ... 44
• (5) 단일벽 탄소나노튜브 소재의 응용성 연구 ... 50
• (6) 단일벽 탄소나노튜브의 순도 평가 방법 연구 ... 58
• (7) 정제도에 따른 탄소나노튜브 박막의 전기적 특성 연구 ... 63
• (8) 그래핀 성장 최적화 및 특성 컨트롤 ... 67
• (9) 도핑을 통한 그래핀 저항 감소 연구 ... 73
• (10) 그래핀 전극을 사용한 TiPS-Pentacene 트랜지스터 연구 ... 76
• (11) 저온합성 그래핀 유기트랜지스터의 전기적 특성 ... 81
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 85
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 86
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 86
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 89
• 8. 공동연구책임자 대표적 연구실적 ... 89
• 9. 참고문헌 ... 90
• 10. 연구성과 ... 92
• 11. 기타사항 ... 100