초록 ▼

□ 연구개요
나노센서 물질로서 기존에 가장 많이 연구되고 있는 탄소나노튜브(CNT)는 탄소 동소체가 hexagonal 격자로 연결되어 있는 튜브형태로 대면적의 전극으로 사용하기에 한계가 있습니다. 그러나 탄소나노월(CNW)은 nanographite들이 domain을 형성하고 있어 넓은 면적의 전극 형성이 용이하고 도전율 또한 우수합니다. 따라서 넓은 면적의 전극이 필요한 압력센서나 스트레인게이지와 같은 센서의 전극물질로 응용 및 적용을 위한 CNW의 적합성을 판단할 필요가 있습니다. 이를 위하여 본 연구를 수행함으로써 탄소나노

□ 연구개요
나노센서 물질로서 기존에 가장 많이 연구되고 있는 탄소나노튜브(CNT)는 탄소 동소체가 hexagonal 격자로 연결되어 있는 튜브형태로 대면적의 전극으로 사용하기에 한계가 있습니다. 그러나 탄소나노월(CNW)은 nanographite들이 domain을 형성하고 있어 넓은 면적의 전극 형성이 용이하고 도전율 또한 우수합니다. 따라서 넓은 면적의 전극이 필요한 압력센서나 스트레인게이지와 같은 센서의 전극물질로 응용 및 적용을 위한 CNW의 적합성을 판단할 필요가 있습니다. 이를 위하여 본 연구를 수행함으로써 탄소나노월(CNW)을 이용한 고성능 저전력 나노센서를 연구하였습니다.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 1차년도를 통해 탄소나노월의 성장 특성을 제어하여 물성이 다른 탄소나노월을 확인함. FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy), EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), Raman spectrum, 4-point probe 및 Hall measurement를 이용하여 탄소나노월의 구조, 격자 상태, 전기적 특성 등을 분석하여 센서 디바이스에 적합한 탄소나노월의 공정 조건을 확보하였습니다.
• 2차년도에서는 탄소나노월의 유연성을 기반으로 압력 센서의 제작 및 성능 평가를 수행하였음. PI 필름 위에 탄소나노월을 저온 성장시켜 압력에 따른 센서 특성을 확보함. 이후, Keithley 2400을 활용하여 압력 또는 질량에 따른 저항 변화를 확인함. 탄소나노월의 두께가 두꺼워질수록 sensitivity는 낮아졌습니다.
• 3차년도에서는 IDE (Interdigitated Electrode)에 탄소나노월을 적용하여 스트레인 압력 센서를 제작함. 센서 표면에 가하는 힘 (mN)과 표면 면적을 통해 압력을 계산하였으며, 압력에 따른 저항 및 전류 변화를 확인하였습니다.

□ 연구개발결과의 중요성
탄소나노월을 센서 디바이스에 적용한 사례가 많지 않았기에 본 연구는 탄소나노월의 센서 적용 가치성 확보에 있어 중요한 의미를 지님. 본 연구를 통해 탄소나노월은 압력, 질량, 스트레인 등의 외부 자극에 의해 우수한 변화를 보여줌. 이 결과를 기반으로 탄소나노월의 기능화 및 표면개질, PDMS와 같은 고분자 폴리머와 응용하여 더욱 우수한 나노 디바이스를 제작할 수 있으며, 우수한 연구가 가능할 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1차년도 : PECVD를 이용한 CNW의 성장 및 특성 분석 ... 4
• 2차년도 : CNW를 이용한 압력센서 제작 및 성능 평가 ... 5
• 3차년도 : CNW를 이용한 스트레인 게이지 센서 제작 및 성능 평가 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 1차년도 : PECVD를 이용한 CNW의 성장 및 특성 분석 ... 7
• 2차년도 : CNW를 이용한 압력센서 제작 및 성능 평가 ... 8
• 3차년도 : CNW를 이용한 스트레인 게이지 센서 제작 및 성능 평가 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11