초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구과제는 산화물계 무기소재에 비하여 그 연구가 상대적으로 미진한 비산화물계 무기재료를 위한 저온 용액상 반응법에 적용 가능한 전구체 화학을 개발하고 반응기작을 이해하여 기존 물질의 합성법의 개선과 효율적인 신물질 탐색을 달성하고자 하였다. 또한 기존 무기소재로 극복하기 어려운 소재적인 한계를 유무기 하이브리드 소재개발을 통하여 극복하였다. 비산화물계 무기소재의원할한 저온 용액상 합성법에 쓰이는 전구체를 기반으로 저가의 전자재료, 에너지재료, 나노재료를 개발하고 이를 신축성있는 투명 전극의 제작, 안정

연구의 목적 및 내용
본 연구과제는 산화물계 무기소재에 비하여 그 연구가 상대적으로 미진한 비산화물계 무기재료를 위한 저온 용액상 반응법에 적용 가능한 전구체 화학을 개발하고 반응기작을 이해하여 기존 물질의 합성법의 개선과 효율적인 신물질 탐색을 달성하고자 하였다. 또한 기존 무기소재로 극복하기 어려운 소재적인 한계를 유무기 하이브리드 소재개발을 통하여 극복하였다. 비산화물계 무기소재의원할한 저온 용액상 합성법에 쓰이는 전구체를 기반으로 저가의 전자재료, 에너지재료, 나노재료를 개발하고 이를 신축성있는 투명 전극의 제작, 안정한 용액공정을 통한 박막 트랜지스터 제작, 저가의 용액상 합성을 통함 고성능 고체전해질 합성에 적용하였다. 또한 이러한 합성법의 개발을 위하여 새로운 전구체 분자의 합성 화학의 탐색과 더불어 리간드 치환 반응, 수열 반응, 광활성화 반응등에 대한 연구성과를 달성하였다.

연구결과
본 연구과제를 통하여 새로운 금속나노소재의 합성, 유무기 하이브리드 소재의 전자소재 응용, 고성능 금속칼코겐화물 반도체 소자 합성, 높은 이온전도도의 고체전해질 소재합성을 보여주었다.

기존 구리 나노선의 통상적입 합성에서 달성하기 어려운 원할한 구리선의 길이와 두께조절을 용매 및 온도조절을 통하여 가능함을 보여주었고, 이의 리간드 치환반응을 통하여 100도 정도의 저온에서 신축성있는 투명 전극을 제작할 수 있음을 보여주었다.

유무기 하이브리드 소재를 이용한 전자소재는 기존 용액상 합성을 통한 비정질산화물 반도체 소재가 가지는 구리전극 적용의 어려움과 소자의 불안정성을 극복하기 위하여 유무기하이브리드 소자를 제작함으로서 이러한 문제들이 손쉽게 해결됨을 보여주었음. 이러한 유무기하이브리드 소자는 외부 대기, 구리이온 등에 대하여 뚜렷한 안정성을 보여주고 나아가 소재의 전기적 물성의 조절과 소자의 안정성 향상을 달성가능함을 보여주었다.

고성능 금속칼코겐화물과 고체전해질 소재는 기존에 용액상 합성법으로 달성할 수 없는 소재로서 이의 합성을 위하여 새로운 전구체 화학을 개발하고, 이러한 합성법이 전반적인 금속칼코겐화물 합성과 산소-질화물 합성법에도 적용가능함을 보여줌. 용액상에 기반한 새로운 비산화물계 무기소재 합성은 소재의 합성에서 나아가 고성능 전자소자 및 고체전해질로 적용되어 향후 산업적인 응용가능성을 증명하였다.

연구결과의 활용계획
기존개발된 투명 전극소재인 구리 금속 나노선은 유기태양전지 혹은 투명 박막 트랜지스터에 사용된 투명전극으로 이용하여 새로운 응용분야의 개척을 시도할 것이며 나아가 이의 산업적 활용을 위하여 국가출연 연구소 및 산업계와의 활발한 교류를 시도할 것이다.

디스플레이 산업에서 중요한 연구분야인 고성능 전자소자의 용액공정에 있어서 그동안 난제로 남아있던 구리전극의 손쉬운 적용과 소자성능의 안정화에 대한 연구성과를 확산시키고 좀더 발전시키기 위하여 후속연구를 진행한다. 기존 용액상으로 만들어진 다양한 무른염기층의 화학적 성질을 발전시키기 위하여 국제공동연구를 통하여 개선된 소재를 확보할 것이며 이를 적용 및 시험할 예정이다. 또한 공정연구자와의 협력을 통하여 이를 기술이전 및 산업화가 가능한 업체를 찾기위한 노력을 진행할 예이다.

기존 고가의 진공공정만이 적용가능한 고체전해질 공정 혹은 금속칼코겐화 반도체 소재에 저가의 용액공정을 도입하는 본 연구는 당해연도의 연구가 종류시 추후 산업계로의 기술이전과 새로운 원천기술로 활용될 것으로 사료된다.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
This research project is to develop precursor chemistry and to understand the fundamental reaction mechanism, applicable to low-temperature solution synthesis method for non-oxide inorganic materials, which is relatively less investigated compare to oxide materials. We have devel

Purpose&contents
This research project is to develop precursor chemistry and to understand the fundamental reaction mechanism, applicable to low-temperature solution synthesis method for non-oxide inorganic materials, which is relatively less investigated compare to oxide materials. We have developed low cost electronic materials, energy materials, and nanomaterials based on the precursor used in the low-temperature solution phase synthesis of non-oxide inorganic materials.
It was applied to synthesis of high performance lithium conducting solid electrolyte through solution phase synthesis. In addition, research on the synthesis chemistry of new precursor molecules, ligand substitution reaction,hydrothermal reaction, and photoactivation reaction have been accomplished for the non-oxide materials synthesis.

Result
Through this research, we have demonstrated the synthesis of new metal nanomaterials, the electronic application of organic-inorganic hybrid materials, the synthesis of high performance metal chalcogenide semiconductor devices, and the synthesis of solid electrolyte materials with high ionic conductivity.

We have shown that the length and thickness of copper nanowires can be easily controlled by solvent and temperature control, which is difficult to attain in the previous synthetic approaches. Moreover, through the ligand substitution reaction, a stretchable transparent electrode can be produced at a low processing temperature of 100 ℃.

To overcome several issues, such as difficulties of application of copper electrodes and instability of amorphous oxide semiconductors, in solution processed electronic devices, the organic-inorganic hybrids materials have been developed. The hybrid devices have shown remarkable stability against external atmosphere and copper ion. Furthermore, the electrical properties of the amorphous material could be easily controlled with significant stability improvement under electrical stress.

The new precursor chemistry has been developed for high performance metal chalcogenide semiconductor and solid electrolyte materials, which can not be easily achieved by solution synthesis. The synthesis of new non-oxide materials based on solution phase has been applied to high performance electronic devices and solid electrolytes, which could be industrially applicable in the future.

Expected Contribution
The newly developed synthesis and materials could be applicable for other reseaches, such as electronic device, energy device, and catalyst. With the continuous future development on the new synthesis and materials, we expect to apply our newly developed materials in battery device and display in the near future. Moreover, the exceptional high mobility metal chalcogenides semiconductors could be appliable for high performance large area electronic applications, such as wearable computer, sensor arrays, and logic circuit integrated display.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 23
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 25
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 26
• 6. 참고문헌 ... 27
• 7. 연구성과 ... 29
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 32
• 9. 기타사항 ... 32
• 별첨1. 대 표 연 구 성 과 ... 33
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 46
• 끝페이지 ... 53