초록 ▼

연구개요
○ 다중차원시스템 구현이 가능한 2D 기반 저차원 나노구조 창출, 차원 결합/배열 기술 개발, 차원제어에 의한 다중차원시스템 개발을 통한 저차원 나노구조 융복합 기술 확보
○ 저차원 나노구조의 자극/반응 제어 변수 도출/물질 간의 상호작용 규명, 나노규모에서 전하/에너지 전달 과정 실시간 추적 및 평가 기술 개발에 의한 저차원 나노구조간 상호작용 분석기술 개발
○ 신개념/혁신소자 개발 (저전력/정보전달/에너지전달/저장), 스마트 광전자 시스템의 구현 (광검출, 발광, 에너지 하비스팅) 등의 응용시스템 구현<

연구개요
○ 다중차원시스템 구현이 가능한 2D 기반 저차원 나노구조 창출, 차원 결합/배열 기술 개발, 차원제어에 의한 다중차원시스템 개발을 통한 저차원 나노구조 융복합 기술 확보
○ 저차원 나노구조의 자극/반응 제어 변수 도출/물질 간의 상호작용 규명, 나노규모에서 전하/에너지 전달 과정 실시간 추적 및 평가 기술 개발에 의한 저차원 나노구조간 상호작용 분석기술 개발
○ 신개념/혁신소자 개발 (저전력/정보전달/에너지전달/저장), 스마트 광전자 시스템의 구현 (광검출, 발광, 에너지 하비스팅) 등의 응용시스템 구현
○ 이러한 연구성과를 기반으로 핵심원천기술 확보

연구 목표대비 연구결과
○ 2D 물질의 저차원 나노구조로 결합/배열 되어있는 예측 가능한 다중차원시스템의 설계 및 구현 - 다층 그래핀 1D array, 0D-0D Si 양자점 다층-2D 그래핀-1D 은나노선, 0D 금 나노입자-2D 그래핀-1D 다공성 Si, 2D-2D 다층 그래핀-1D Si 나노선 등의 다양한 저차원 나노구조 기반 다중차원시스템을 설계, 제작하였으며, 그 구조적 특성, 투명전극 특성, 광반응도/광흡수 특성, 및 전기적 특성 등을 평가하여 시스템을 최적화 하였다.
○ 다중차원시스템의 저차원 나노구조간 상호작용 분석을 통한 총체적인 효율 증대 - 광대역 분광 분석 시스템 구성하여, 2D-2D-0D-0D 다층 그래핀/다층 실리콘 양자점, 2D-0D-0D-2D 다층 그래핀 양자점/다층 그래핀, 페로브스카이트 2D/3D 다중차원시스템, 0D-0D 다층 그래핀 양자점-3D 전도성 고분자
-1D 다공성 Si 등의 다중차원시스템들의 상호작용을 mapping 및 시간분해 광전류, 흡수 특성, PL 스펙트럼 및 decay 등으로 분석하여 시스템의 효율을 증대시킴으로써 다중차원시스템의 상호작용 분석법을 개발하였다.
○ 상호작용이 규명된 다중차원시스템의 소자 응용 - 최적화된 다중차원시스템을 기반으로 0D-0D Si 양자점 다층-2D 그래핀-1D 은 나노선 태양전지, 0D 그래핀 양자점-1D 나노선-2D 그래핀 유연 유기태양전지, 페로브스카이트 2D/3D 다기능 광전자 소자, 0D-0D 다층 그래핀 양자점-2D 그래핀-1D 금 나노입자 유연 페로브스카이트 태양전지, 2D 그래핀-3D 전자 (또는 정공) 수송층 유연/반투명 유기 및 페로브스카이트 태양전지 소자 등을 개발하였다.

연구개발결과의 중요성
○ 2차원 물질 기반 저차원 나노물질 다중차원시스템 복합구조의 새로운 물성 도출 및 학문적인 의미 해석으로 기초과학의 발전에 크게 기여
○ 본 연구에서 획득한 새로운 결과를 바탕으로 새로운 상호작용 개념의 학문적 패러다임을 선도하고 전세계 연구자들에게 관련 응용분야 제시
○ 경제적 효과: 새로운 융복합 신기술 ⟶ 삶의 질/미래환경 향상,
‣ 다중오감 인지과학: 인간 - 각종 편의 시설 및 물품 간의 소통 극대화
‣ 새로운 환경친화적 진단 및 치료 기술 응용
○ 저차원 융복합 나노기술 분야 창조적 인력 배출
‣ 융복합 나노기술 산업화 인력으로 종사할 미래 세대 구축

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 1차년도(2017) ... 6
• (2) 2차년도(2018) ... 8
• (3) 3차년도(2019) ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 1) 연구목표 대비 달성내용/중요성 및 실적 증빙 ... 15
• 2) 달성한 연구성과의 의의 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 36
• 끝페이지 ... 51