초록 ▼

◈ 저차원 나노소재 (나노선, 그래핀) 제조 및 이를 이용한 나노스케일 발열체 제조 및 응용
1. 고밀도 전류를 흐르게 할 수 있는 저차원 나노구조체를 활용해서 나노히터를 제작하고 나노스케일의 발열현상을 연구함.
2. 본 연구에서는 대표적인 일차원(1D) 나노소재인 나노선을 나노히터로 활용하기 위해 Si 및 ZnO 나노선을 합성하고, 합성된 나노선을 채널로 갖는 트랜지스터를 제작하여 그 전기적/열적 특성을 평가함.
3. 본 연구진은 금속 촉매가 형성된 기판을 열저항가열방식(Joule heating)으로 발열시키면서

◈ 저차원 나노소재 (나노선, 그래핀) 제조 및 이를 이용한 나노스케일 발열체 제조 및 응용
1. 고밀도 전류를 흐르게 할 수 있는 저차원 나노구조체를 활용해서 나노히터를 제작하고 나노스케일의 발열현상을 연구함.
2. 본 연구에서는 대표적인 일차원(1D) 나노소재인 나노선을 나노히터로 활용하기 위해 Si 및 ZnO 나노선을 합성하고, 합성된 나노선을 채널로 갖는 트랜지스터를 제작하여 그 전기적/열적 특성을 평가함.
3. 본 연구진은 금속 촉매가 형성된 기판을 열저항가열방식(Joule heating)으로 발열시키면서 기상상태의 탄소 공급원을 공급하는 방식을 활용하여 그래핀을 성장시키는 방법을 개발함.
4. 그래핀 소재 등을 활용해서 나노스케일의 발열현상을 일으키는 동시에 그래핀이 가지고 있는 높은 열적/화학적 안정성을 활용해서 새로운 나노스케일의 결정성장을 유도함(나노막대의 선택적 성장 연구).
5. Hydrothermal 방법을 이용해 나노스케일의 결정성장 모드를 제어함으로써 ZnO 나노구조체 형상(nanoflower, 주상절리 구조, 육각 기둥 구조)을 제어 기술 확보하였으며, surface polarity에 따른 광특성의 차이를 심도있게 연구함.
6. 관련된 연구는 ‘J. Phys. D-Appl. Phys., 43, 24540(2010)’, ‘Cryst.Growth Des., 11, 4927(2011)’, ‘J. Phys. Chem. C, 116, 456 (2012)’ 등에 출판되었음.
◈ ZnO 나노막대-그래핀 하이브리드 다기능 컨덕터 제조
1. 본 연구에서는 대표적인 일차원(1D) 나노소재인 나노선과 이차원(2D) 나노구체인 그래핀(graphene)을 하이브리드시켜서, 1D 및 2D 소재들이 가지는 장점을 모두 지니고 있는 3D 나노구조를 설계하고 이를 응용하는 연구를 수행함.
2. 열저항가열(Joul heating)방식의 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 대면적의 그래핀을 형성시킨 후, 수열합성법을 활용해서 ZnO 나노막대를 선택적으로 성장시키는 방법을 이용해서 ‘ZnO 나노막대-그래핀 하이브리드 나노구조’기반 다양한 기능(전도성/발열성/발광/기계적 유연성 등)을 가지는 신소재를 개발하였음.
3. 관련된 연구는 ‘Nanoscale, 3, 3522 (2011)’에 출판되었음.
◈ ZnO-그래핀 하이브리드 구조 센서
1. ZnO는 에탄올과 같은 환원성 가스에 대한 높은 반응성을 가지고 있기 때문에 gas sensor로서 유용한 소재지만, 센서의 최적 작동온도가 300°C도에 이르기에 실제 응용하는데 많은 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 자체적으로 온도를 올릴 수 있는 나노 히터의 제작은 필수적이며, 그에 못지않게 이러한 나노 히터가 쉽게 적용될 수 있는 유연성을 가진 센서구조의 개발이 필요하다.
2. 본 연구에서는 1차원 나노 구조체형태의 ZnO 에 유연전극소재인 그래핀을 적용시켜, 높은 유연성과 반응성을 가지는 ZnO 나노센서를 개발하였으며, 그래핀의 우수한 전기적/열적 특성을 활용해서 전극과 나노막대 계면에서 국부적인 발열반응을 유도하고 이를 통해서 센서의 특성을 크게 향상시킬 수 있음.
3. 관련된 연구는 ‘Sens. Actuator B-Chem., 155, 264 (2011)’에 출판되었음.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구개발과제의개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 15
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 15
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 16
• III. 연구성과 ... 18