초록 ▼

- 나노소자의 양산을 위해서는 경제적이면서도 신뢰성이 높게 나노선 구조체를 접합하는 공정기술이 반드시 개발되어야 함.
- 대면적, 병렬 나노접합 공정이 가능하도록 엽압착 접합 공정, 초음파 접합공정, 접착제 기반 접합 공정 등의 다양한 공정기술을 개발하였음. 다량의 반도체 또는 금속 나노선을 수직 방향, 수평 방향, 무작위 방향 등으로 접합하는데 성공하였음. 나노선 재료, 접합 되는 기판의 종류에 따라 온도,압력, 시간 등의 공정 조건을 최적화 하였음.
- 이렇게 제작된 나노소자 및 나노선 기반 전극을 가스센서, 광센서,

- 나노소자의 양산을 위해서는 경제적이면서도 신뢰성이 높게 나노선 구조체를 접합하는 공정기술이 반드시 개발되어야 함.
- 대면적, 병렬 나노접합 공정이 가능하도록 엽압착 접합 공정, 초음파 접합공정, 접착제 기반 접합 공정 등의 다양한 공정기술을 개발하였음. 다량의 반도체 또는 금속 나노선을 수직 방향, 수평 방향, 무작위 방향 등으로 접합하는데 성공하였음. 나노선 재료, 접합 되는 기판의 종류에 따라 온도,압력, 시간 등의 공정 조건을 최적화 하였음.
- 이렇게 제작된 나노소자 및 나노선 기반 전극을 가스센서, 광센서, 리튬이온 배터리용 전극, 광분해 전극, 유연 투명 전극, 유연 투명 히터 등 다양한 응용분야에 적용하여 효율, 내구성 등이 향상됨을 확인하였음.
- 전기적,기계적 고신뢰성의 다종 1차원 나노구조물의 국소적 합성 및 접합기술 개발하였음. 개발된 합성/접합법으로 집적된 나노구조물 기반 화학센서 개발. EHD printing 시스템을 구축하였고 다종 나노소재의 나노구조물 직접프린팅 공정 개발하였음.
- 본 과제에서 개발된 나노구조체의 나노접합 기술은 나노재료를 이용한 나노소자의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대됨.

( 출처 : 요약서 3p )

Abstract ▼

Parallel 3-dimesional nanoscale integration technology for nanostructure-based nanodevices by using filler layers was developed.

At the 1st stage, we developed a novel process for the alignment and bonding between NWs and metal electrodes by using thermo-compressive transfer printing. Control

Parallel 3-dimesional nanoscale integration technology for nanostructure-based nanodevices by using filler layers was developed.

At the 1st stage, we developed a novel process for the alignment and bonding between NWs and metal electrodes by using thermo-compressive transfer printing. Controlled alignment and mechanically robust bonding between nanowires (NWs) and electrodes are essential requirements for reliable operation of functional NW-based electronic devices. By using a thermocompressive transfer printing process, robust electrical and mechanical contact between NWs and metal electrodes were can be realized. This method is believed to be very useful for the large-area fabrication of NW-based electrical devices with improved mechanical robustness, electrical contact resistance, and reliability

At the 2nd stage of research, the vertical integration of one dimensional(1D) nanostructures onto the two dimensional (2D) substrates was investigated due to its the potential to offer significant performance gains to flexible electronic devices due to high integration density, and large surface area.

We proposed a vertical transfer method for SiNWs grown on a Si substrate directly to the current-collecting electrode by using thermocompressive method without using a polymer adhesive. The vertical SiNWs have been transferred directly to a copper electrode coated with a thin Ag layer. When evaluated as an LIB anode, the transferred vertically aligned SiNWs showed a high specific capacity and excellent rate performance.

Rapid integration of SiNWs onto PET/Graphene substrate using ultrasonic vertical bonding process was developed. A low temperature bonding within a few seconds was achieved. The microscopic structure, and mechanical and electrical characteristics of the nanointerface are subsequently investigated, revealing that this creates a mechanically robust and electrically ohmic contact.

Transfer bonding of metal mesh pattern using UV-curable polymer adhesive and its application to transparent flexible electrode was investigated.
The AgNi nanomesh shows high long-term stability to oxidation, heat, and chemicals compared with that of pure Ag nanomesh, strong adhesion to a transparent substrate.

For local and selective bonding, we devoloped a novel nanomaterial bonding technology by localized thermal synthesis and integration. Local synthesis and out-of-plane bonding of various 1D nanostructures was achieved and electrical and mechanical characterization of nanowire-electrode junctions were done. Also, We aimed to develop a novel 3D, out-of-plane patterning, bonding and integration process for heterogeneous nanomaterials on microstructured and curved substrates by using EHD printing process.
EHD printing system were bulit and used for direct printing of nanomaterials.
Micropatterning and nanomaterial bonding on 3D microstructured/curved substrates were also performed.

These newly developed bonding methods are readily adaptable for diverse nanowires and substrates of both metal and polymer. Therefore they are considered as a valuable technique for integrating one-dimensional nano-structures onto the two-dimensional electrodes or substrates for nanosensors, flexible photovoltaics, energy storage, and water splitting systems.

( 출처 : SUMMARY 9p )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 5S U M M A R Y ... 9C O N T E N T S ... 11목차 ... 12제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13 제 1 절 연구개발의 목적 ... 13제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 17 제 1 절 국내 기술 개발 현황 ... 17 제 2 절 국외 기술 개발 현황 ... 21제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28 제 1 절 1차원 나노구조체의 수평 접합 공정 개발 ... 28 제 2 절 나노구조체의 3차원 나노접합 공정 개발 ... 53 제 3 절 금속나노입자 용액 기반 필러 및 국소적 접합방법을 이용한 나노구조물의 접합법 개발 ... 75 제 5 절 나노구조물의 국소적 합성, 접합법 개발 및 전기적/기계적 특성 평가 ... 103 제 6 절 나노구조물의 EHD printing 공정 기반 접합 기술 및 소자 응용 기술 개발 ... 118제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 133제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 143제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 146제 7 장 참고문헌 ... 149끝페이지 ... 153