국내 연구진이 공중에 떠 있는 자유지지 형태의 나노선 및 나노다공성막을 대면적으로 제작하는데 성공했다.
한국기계연구원(원장 최태인) 나노공정연구실 최대근 박사팀은 전사공정을 이용해 나노선(nanowire) 및 나노다공성막을 4인치 웨이퍼 크기에 자유지지 형태로 제작하는 데 성공했다고 밝혔다.
자유지지는 구조물이 바닥에서 떨어져 공중에 떠 있는 상태를 말한다.
연구팀은 지지대 역할을 할 기둥을 제작한 뒤 유연한 기판 위에 나노구조물을 코팅했다. 이어 적정한 온도 및 가압 조건에서 나노구조물을 위에서 붙이는 방식의 전사공정으로 100㎚ 이하의 박막 구조물을 지지대 기둥에 자유지지 형태로 구현했다.
일반 평면에 기능성 나노 물질을 직접 전사하는 기존 기술은 저온 공정이 가능해 디스플레이, 나노발전기, 유기 트랜지스터 및 센서 등 다양한 분야에 적용돼 왔다. 하지만 소재들이 평면 위의 기판과 접촉하고 있어 기판과 측정대상 물질과의 상호 교란을 완벽히 차단하기가 어려웠다.
나노구조물을 자유지지 형태로 제작하면 기존 기술의 장점뿐 아니라 바닥에 붙지 않아 기판과의 교란 없이 나노 박막 신소재의 전기적·기계적 물성을 정확하게 측정할 수 있다. 또 표면적을 늘릴 수 있어 바이오 및 가스 센서 등의 민감도를 높일 수 있다. 이외에 미세 진동을 이용한 나노크기의 공진기와 응력·변형 센서 제작도 가능해진다.
연구책임자인 최대근 박사는 “이번에 개발한 대면적 전사 기술은 나노 물질의 물성 측정분야에 기여할 것”이라며 “구조적 장점을 살려 고감도 센서 등 새로운 응용분야 개척도 가능할 것”으로 전망했다.
한편 이 연구결과는 응용 재료 및 계면 분야의 국제저널인 `에시에스 어플라이드 머티리얼&인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)`에 게재됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com