초록 ▼

□ 연구개요
• 전자섬유란, 전자소자를 섬유 내에 임베디드 하는 것이 가능하도록 전도성을 지닌 섬유를 의미하며 최근 수요가 증가하고 있는 웨어러블 디바이스의 핵심 소재로서 연구 가치가 높아지고 있는 차세대 소재임.
• 기존의 전자섬유 제작 방법은 솔루션이나 잉크젯 방식으로 제한적이며 성능 구현에 한계가 있음. 본 과제는 새로운 전자섬유 소재를 개발하기 위해 저온에서 증착할수 있는 금속 박막의 원자층 증착법 (ALD)을 이용하여 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 상용 섬유를 전자섬유로 합성할 수 있는 공정을 연구함.
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□ 연구개요
• 전자섬유란, 전자소자를 섬유 내에 임베디드 하는 것이 가능하도록 전도성을 지닌 섬유를 의미하며 최근 수요가 증가하고 있는 웨어러블 디바이스의 핵심 소재로서 연구 가치가 높아지고 있는 차세대 소재임.
• 기존의 전자섬유 제작 방법은 솔루션이나 잉크젯 방식으로 제한적이며 성능 구현에 한계가 있음. 본 과제는 새로운 전자섬유 소재를 개발하기 위해 저온에서 증착할수 있는 금속 박막의 원자층 증착법 (ALD)을 이용하여 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 상용 섬유를 전자섬유로 합성할 수 있는 공정을 연구함.
• 원자층 증착법은 자기 제한적 표면 반응을 통해 복잡한 3차원 구조에서도 대면적에 균일한 박막을 증착할 수 있는 공정임. 이러한 ALD 공정을 이용하여 새로운 방식의 전자소자를 개발함. 열에 약한 섬유의 특성 상 저온에서도 박막 증착이 가능한 ALD 공정을 필요로 하며 새로 개발된 저온 Pt ALD 공정과 기존의 저온 산화물 ALD공정을 전자섬유 제작에 최적화 하여 섬유 위에서의 ALD 박막 성장 특성과 기초 물성을 분석하고 ALD 공정으로 전자섬유를 제작하는 것을 연구 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 저온에서 증착 가능한 금속의 원자층 증착 공정을 이용하여 전자 섬유를 개발하고 이를 이용한 응용 연구를 진행함.
• 면이나 NOMEX 등 일상에서 쉽게 접할 수 있는 섬유에 적합한 저온 metal ALD 공정을 개발함. metal ALD 공정은 기판온도, 가스분압 및 공정시간 등 변수를 조정하여 저온에서 증착하기 위해 실험 조건을 확립하고 평면에서의 박막의 물리적/화학적 물성을 분석함.
• 이러한 저온 ALD metal 공정을 섬유에 적용하여 섬유 위에서 박막의 성장 특성을 연구하고 전자섬유의 전기적 특성을 연구함. 뿐만 아니라 섬유 위에서 저온 ALD metal 박막의 핵 생성 및 증착 메커니즘을 연구하고, 섬유 전처리 효과 및 섬유 종류에 따른 저온 ALD metal 박막의 성장 특성을 비교 연구함.
• 이와 같은 전자섬유를 사용하여 압력 센서와 다양한 응용연구를 진행함.

□ 연구개발결과의 중요성
• 전자섬유 분야는 유연소자로 페러다임이 전환되고 있는 시점에서 매우 중요한 연구 분야임. 따라서 기존 전자섬유에 비해 우수한 특성을 지닌 전자섬유 구현 시 관련 분야의 진일보에 기여할 수 있음.
• 또한 섬유에 ALD treatment를 적용한 연구는 기존에도 보고된 바 있으나 저온에서 전도성 박막을 증착할 수 있는 금속 ALD 공정의 부재로 인해 ALD로 전자섬유를 연구한 사례는 거의 없음. 이번 연구를 통해 ALD 공정의 새로운 연구분야를 제시할수 있으며, 특히 최근 개발된 저온 ALD metal 공정의 가능성을 재고할 수 있음.
• 저온 metal ALD의 금속 전구체 종류에 따른 DFT 계산을 통해 activation energy의 차이를 확인하고, 전구체의 기하학적 구조와 steric hindrance에 의한 반응의 차이를 확인하여 전체 반응과 박막 성장을 근본적으로 이해할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구개발의 개요 ... 4
• 1.2. 연구개발 대상의 국내·외 연구 동향 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 2.1. 연구 최종목표 ... 8
• 2.2. 연차별 연구 내용 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 3.1. 연구개발의 필요성 ... 17
• 3.2. 연구개발결과의 활용방안 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 끝페이지 ... 21