초록 ▼

연구개요
본 연구의 최종목표는 “다공성 금속 산화물을 이용하여 단순화된 공정을 통해 박막 형태의 고성능 전기구동형 광학 제어장치를 개발”하는 것이다. 여기에서 제안된 전기 구동형 광학 제어장치는 기본적으로 전기적 신호에 의해 가역적으로 작동하며, 1) 빛을 개폐시킬 수 있는 광학 스위칭 소자, 2) 빛의 특정 파장만을 투과시키는 광학 필터링(혹은 변색) 소자, 3) 빛의 편광성을 제어하는 편광 스위칭 소자를 포함한다. 상기의 광학 제어장치는 전해질을 포함하여 전고상(all-solid-state)으로 두께 1 μm 내외의 박막형

연구개요
본 연구의 최종목표는 “다공성 금속 산화물을 이용하여 단순화된 공정을 통해 박막 형태의 고성능 전기구동형 광학 제어장치를 개발”하는 것이다. 여기에서 제안된 전기 구동형 광학 제어장치는 기본적으로 전기적 신호에 의해 가역적으로 작동하며, 1) 빛을 개폐시킬 수 있는 광학 스위칭 소자, 2) 빛의 특정 파장만을 투과시키는 광학 필터링(혹은 변색) 소자, 3) 빛의 편광성을 제어하는 편광 스위칭 소자를 포함한다. 상기의 광학 제어장치는 전해질을 포함하여 전고상(all-solid-state)으로 두께 1 μm 내외의 박막형 소자(thin-film devices)로 구현한다. 또한, 단순화된 공정 개발을 통해 단위 소자들을 고집적 적층 구조로 제작하여 다기능성 광학 제어장치를 개발한다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구의 4가지 핵심 연구 목표에 대한 주요 연구개발성과는 다음과 같다.
I. 다공성 금속 산화물 박막 제작기술 개발: 달성
- 용액공정을 이용하여 금속 산화물 나노입자로 구성된 박막 제작
- 용액공정을 통해 금속 산화물 나노입자로 구성된 박막 패턴화
- 용액공정을 통한 나노입자 코팅 기술을 응용하여 초소수성 분리막 제작
- 물리적 기상 증착법을 이용한 금속 기반 다공성 박막 제작(공극 크기 제어)
- 물리적 기상 증착법을 이용한 금속 산화물 기반 다공성 박막 제작(공극 크기 제어)
- 용액공정을 이용한 고분자 기반 다공성 박막 제작(공극 크기 제어)
- 진공 내 열증착법을 이용한 키랄성 구조의 유기분자막 제작
- 전구체 및 마이크로파를 이용한 계층형 다공성 탄소 전극 구조체 제작
- 전사 공정을 통한 다공성 무기물 박막의 계층형 적층 구조 제어
II. 공극 침투율이 높은 고효율 고체 리튬 전해질 개발: 달성
- KOH와 PVA 고분자 기반의 수계 겔 타입 고체 전해질 제작 및 성능평가
- LiClO4 기반의 PC/고분자 혼합 고체 리튬 전해질 제작 및 성능평가
- 액체 금속 등 표면장력이 높은 액체 소재의 공극 내 침투 및 형상화 과정평가
- 광경화를 통한 LiClO4 기반의 PC/고분자 혼합 고체 리튬 전해질 패턴화
III. 선택적 전기화학반응이 가능한 금속 산화물 나노 패턴 제작기술 개발: 달성
- 연성 리소그래피 방식을 기반으로 구조체 원형을 고분자 박막으로 이형
- 브래그 조건을 금속 산화물 공극 구조에 적용하여 광학 구조체 제작
- 200 nm 수준의 편광 구조가 적용된 잔여물 없는 금속 산화물 구조체 제작
IV. 고성능 전기구동형 광학 제어장치 개발: 달성
- 액체 전해질 기반 전기구동형 광학 제어장치 시연
- 액체 전해질 기반 전기구동형 광학 제어장치 시연
- 고체 전해질 기반 전고상의 박막형 광학 제어장치 시연

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구의 4가지 핵심 요소에 대한 활용계획 및 기대효과는 다음과 같다.
I. 다공성 금속 산화물 박막 제작기술 개발
[활용계획] 해당 기술 특허에 대한 기술이전
[기대효과] 전기구동형 광학 제어장치 개발, 이기종 촉매기반 소형 반응기 개발, 전극/축전기/반도체 등으로 이용되는 기타 산화물 박막의 응용 기술 개발 등
II. 공극 침투율이 높은 고효율 고체 리튬 전해질 개발
[활용계획] 해당 기술 특허에 대한 기술이전 기대
[기대효과] 전고상 전기구동형 광학 제어장치 개발, 전고상 리튬 이온 전지 개발, 전고상 전기화학 축전기 개발 등
III. 선택적 전기화학반응이 가능한 금속 산화물 나노 패턴 제작기술 개발
[활용계획] 해당 공정기술에 대한 추가연구를 통한 소재에 대한 범용성 확대
[기대효과] 전기구동형 광학 제어장치 개발, 소형 전기화학 축전기 개발, 고집적 미세 전극 패턴 제작공정 개발 등
IV. 고성능 전기구동형 광학 제어장치 개발
[활용계획] 해당 소자기술에 대한 추가연구를 통한 기술 최적화 및 소형화
[기대효과] 차세대 저전력/플렉서블 디스플레이 장치 및 분광학 장치 개발 등

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 32