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포스텍, 플라스틱 기판에 광소자 성능 향상시키는 나노막대 제작 기술 개발

발행일2017.06.15 14:26

포스텍 연구진이 플라스틱 기판에 태양전지나 LED 같은 광소자 성능을 향상시킬 수 있는 나노막대 제작 기술을 개발했다.

포스텍(POSTECH·총장 김도연)은 이종람 신소재공학과 교수와 박재용 박사과정 연구팀이 전기회로들로 구성된 플라스틱 기판에서 나노막대를 기존보다 수백배 빠르게 제작할 수 있는 기술을 개발, 네이처가 출판한 네이처 커뮤니케이션즈 6월호에 발표했다고 15일 밝혔다.

Photo Image<이종람 포스텍 신소재공학과 교수와 박재용 박사과정 연구팀이 개발한 단결정 염화은 나노막대 제작 과정 모식도.>

나노막대는 빛이 퍼지는 정도를 조절할 수 있어 고효율 광소자 제작을 위한 핵심 기술이다. 그동안 나노막대 제작을 위해 사용된 공정법은 플라스틱 기판을 100도 이상으로 유지해야 하고, 1마이크로미터(㎛) 길이 나노막대를 이 기판에서 제작하는데 1시간 이상 소요되는 등 상용화하기에 어려움이 많았다.

연구팀은 플라스틱 기판에 은(Ag) 나노박막을 형성한 후 기체 상태인 염소 플라스마에 노출시키면 단결정 염화은(AgCl) 나노막대가 만들어지는 현상을 발견했다. 이를 응용해 염화은 나노막대를 1분 이내 짧은 공정 시간으로 제작할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

Photo Image<이종람 포스텍 교수>

연구팀은 포항가속기연구소를 통해 개발한 기술을 분석하고 검증도 마쳤다. 이번 연구는 나노막대의 직경 크기를 조절, 빛의 산란도를 0%에서 100%까지 자유자재로 바꿀 수 있다. LED, 태양전지와 같은 광소자 제작에 응용할 수 있다.

플라스틱 기판을 상온에서 제조할 수 있고, 1분 이하의 공정 시간으로 나노막대 길이를 수 ㎛ 길이로 제작할 수 있어 기술 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.

이종람 교수는 “이번 플라스틱 기판에 단결정 나노막대 제작 기술은 롤투롤 공정에 적용 가능하다. 앞으로 웨어러블 스마트기기나 스마트 의료기술 등 고성능 플렉시블 소자 대량 생산에 기여할 것”이라고 밝혔다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

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