초록 ▼

□ 연구개요
원자층증착법은 원자층 수준에서 박막의 성장을 조절할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에 활용될 여지가 매운 높은 공정이지만, 값비싼 전구체를 사용하여 공정비용이 높기 때문에 ALD의 장점을 다양한 산업분야에 활용하는데 있어서 큰 제약이 되고 있음. 특히, 분말 또는 다공성 담체에 대하여 powder ALD를 수행하여 촉매를 제조하고자 하는 연구들이 추진되고 있지만 고가의 전구체에 기인하는 powder ALD의 높은 공정비용은 해결해야할 과제임. 본 연구에서는 ALD를 분말 또는 다공성 담체에 적용하여 박막을 증착하

□ 연구개요
원자층증착법은 원자층 수준에서 박막의 성장을 조절할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에 활용될 여지가 매운 높은 공정이지만, 값비싼 전구체를 사용하여 공정비용이 높기 때문에 ALD의 장점을 다양한 산업분야에 활용하는데 있어서 큰 제약이 되고 있음. 특히, 분말 또는 다공성 담체에 대하여 powder ALD를 수행하여 촉매를 제조하고자 하는 연구들이 추진되고 있지만 고가의 전구체에 기인하는 powder ALD의 높은 공정비용은 해결해야할 과제임. 본 연구에서는 ALD를 분말 또는 다공성 담체에 적용하여 박막을 증착하는 powder ALD 공정을 산업적으로 구현하는데 있어서 치명적 장애요인인‘값비싼 전구체의 낭비’문제를 해결하기 위해 신개념 ALD 유동층 반응기 구조 및 관련 공정을 개발하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ Powder ALD를 위한 유동층 반응기 구조 설계/제작 및 효과 검증: 분말 또는 다공성 담체의 유동층을 형성하여 ALD를 가능하게 하는 신개념 반응기로서 사이클로 반응기를 설계하여 시도하였음. 반응기를 유리로 제작고 질소를 이송기체로 사용하여 다공성 펠렛을 유동화하기 위한 실험을 수행한 결과, 지나치게 큰 유량의 질소와 그에 비례한 진공펌프가 필요하기 때문에 상용화하기에는 적합하지 않음이 확인됨.
○ 다중 연결 반응기 ALD 장치의 제작 및 공정 구현: 단일 사이클론 반응기에서도 다공성 담체 펠렛을 유동화할 수 없었기 때문에 다중 연결형 반응기를 추진하지 않고, 그 대안으로 공정측면에서 전구체의 낭비를 방지하는 공정을 개발함. 즉, ALD 전구체가 기공 속으로 침투(infiltration)를 용이하게 할 수 있도록 ALD 공정 중 전구체 노출 압력 및 시간을 제어하는 단계를 추가하므로, 일반적인 ALD 공정에 대비하여, 동일 전구체 노출시간에서 흡착량을 40% 증가시킬 수 있는 공정을 개발함. 즉, 전구체의 낭비를 획기적으로 줄일 수 있게 되었음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 과제에서 연구한 다공성 소재에서 전구체의 침투를 용이하게 하는 공정의 개발을 통하여 후속 연구로서 직조된 탄소 섬유에서 ALD를 적용하여 탄소섬유 적용 소재의 기계적 강도를 강화하는 연구를 수행하게 되었음. 즉, 후속연구로 수행하고 있는 “고강도 탄소섬유 복합소재를 위한 원자층증착법 공정기술 개발” 과제에서는 본 과제에서 개발된 전구체의 낭비를 줄이면서 다공성 소재에서 ALD가 가능하게 하는 침투 공정이 적용될 예정임. 전구체의 용이한 침투를 유발하기 위한 infiltration step의 추가로 인하여 기공구조에서도 ALD 법이 활용될수 있게 하여 그 활용범위는 촉매 등으로 확장될 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 21