초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 새롭게 떠오르고 있는 진공 화학 증착법 중 하나인 Sequential Infiltration Synthesis(SIS)를 이용하여 다공성 투명전도성 산화물 박막을 제작하였음. 1) in situ FTIR spectroscopy를 중점적으로 활용하여서 SIS 성장 메커니즘을 실시간 분석하였고, 2) SIS 박막의 전기적, 전기화학적 특성제어를 위한 열처리 기반 후공정을 개발하였으며, 3) SIS 박막의 전기화학적 특성을 분석함으로써 기능성 (분광)전기화학적 전극으로의 가능성을 탐구하였음.

□ 연구개요
본 연구에서는 새롭게 떠오르고 있는 진공 화학 증착법 중 하나인 Sequential Infiltration Synthesis(SIS)를 이용하여 다공성 투명전도성 산화물 박막을 제작하였음. 1) in situ FTIR spectroscopy를 중점적으로 활용하여서 SIS 성장 메커니즘을 실시간 분석하였고, 2) SIS 박막의 전기적, 전기화학적 특성제어를 위한 열처리 기반 후공정을 개발하였으며, 3) SIS 박막의 전기화학적 특성을 분석함으로써 기능성 (분광)전기화학적 전극으로의 가능성을 탐구하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
각 연차별 연구목표는 아래와 같음.
1년차 목표: SIS 성장 원리의 이해와 SIS 공정의 최적화
2년차 목표: SIS 다공성 박막의 전기적/광학적 특성의 제어
3년차 목표: SIS 다공성 박막의 유기화합물 분해에의 적용
1차년도에서는 SIS 전구체와 고분자 종류에 따른 상호작용 및 고분자 내의 전구체 확산 현상에 대해서 집중적으로 연구하였음. 이를 기반으로 고분자 전체 두께 영역에 대해서 균일한 금속산화물 밀도를 얻을 수 있는 SIS 공정을 최적화하는데 성공하였음. 2차년도에서는 금속산화물-고분자 복합체에서 고분자의 선택적 식각을 위한 열처리 공정을 개발하였고, 더 나아가 형성된 다공성 금속산화물 박막의 전기전도도 및 가시광선 영역대 투명도 향상을 위한 열처리 고정을 개발하였음. 이를 통해서 SIS 멤브레인의 전기적, 광학적 특성을 제어하는데 성공하였음. 3차년도에서는 제작된 다공성 전기전도성 투명산화물 SIS 박막의 전기화학적 전극으로서의 특성을 분석하고, 다기능 분광전기화학분야의 전극으로서의 가능성을 제시하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구과제에서 심도 있게 연구한 Al₂O₃, ZnO, In₂O₃ 등의 금속산화물 SIS 공정은, 유사한 구조 및 특성의 금속전구체를 사용하는 다른 SIS 공정에 대해서도 널리 응용, 확대될 수 있을 것으로 기대됨. 본 연구과제에서 확립된 다공성 금속산화물에서의 물질 구조와 전기적 특성 사이의 상관관계 지식체계는, 다양한 방식으로 제작된 다공성 금속산화물 체계에 대해서 유사하게 응용될 수 있을 것으로 기대됨. 개발된 투명전도성 다공성 산화물은 가시광선 영역에서의 높은 투과율, 우수한 전기전도도, 높은 비표면적 및 기공도의 특성을 가지기 때문에, 다양한 전기화학 및 분광전기화학 분야에 널리 응용될 수 있을 것으로 기대됨. 본 연구개발성과는 SIS, ALD, MLD 등의 박막증착분야와 VOC 분해, 광촉매, 오염물 탐지 등의 (분광)전기화학분야에 널리 응용될 수 있을 것으로 기대됨. 본 연구과제를 통해 축적한 금속산화물 SIS 성장 메커니즘의 관한 기초지식은 향후 SIS 박막의 구조 및 조성의 정밀 제어에 원천기술로 활용될 것으로 기대됨. 더욱 다양한 조성의 다공성 금속산화물 재료의 SIS 공정 개발 및 전기적, 광학적, 전기화학적 특성 분석 연구로의 확장이 필요함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 목적 ... 4
• 1.2 연구개발의 연차별 목표 및 연구범위 ... 4
• 1.3 연구개발의 필요성 및 가설 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 36