▲ 한국연구재단은 광주과학기술원 윤명한, 중앙대 박성규 교수 연구팀이 '초박막 산소 화합물 전자소재 고속 제작기술'을 개발하는 데 성공했다고 18일 밝혔다. 사진은 유리 기판 위에 제작된 투명 산화물 전자소자 이미지.

국내 연구진이 빛 에너지를 이용해 산소 화합물로 된 아주 얇은 절연막 소자를 단 5분 만에 제작할 수 있는 기술을 개발했다.

18일 한국연구재단은 광주과학기술원 윤명한, 중앙대 박성규 교수 연구팀이 '초박막 산소 화합물 전자소재 고속 제작기술'을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

용액을 응고시킨 산화물 전자소재는 제작 공정이 간단한 데다 다른 유기물에 비해 우수한 품질과 내구성을 갖고 있어 차세대 반도체 소자 및 초대면적 디스플레이에 적용할 수 있는 신물질로 각광받고 있다.

▲ 머리카락 두께의 얇은 플라스틱 필름 위에 제작된 유연 전자소자 이미지.

하지만 우수한 특성을 얻기 위해서는 장시간 고온에서 활성화 반응을 거쳐야 하는 제약이 있어 유연한 기판에 적용하거나 대면적으로 제작하기 위한 인쇄공정에는 적용하기가 어려웠다.

연구팀은 이번에 극자외선을 이용한 라디칼(화학변화가 일어날 때 반응성이 매우 크고 빠른 화학종) 형성 반응을 통해 고품질 산화 절연막을 5분 만에 형성하는 데 성공했다.

이와 관련, 연구팀은 코팅된 졸겔 필름에 극자외선을 조사할 때 형성되는 고반응성 라디컬 및 광화학 반응에 의해 불순물이 빠르게 제거되고, 고밀도의 박막을 낮은 온도(150℃)에서 5분 안에 형성할 수 있었다고 설명했다.

이런 방법은 2시간 동안 플라스틱이 녹아내리는 고온(400℃)의 열처리를 거쳐야 하는 기존 방법보다 훨씬 빠르다고 덧붙였다.

박성규·윤명한 교수는 "이번 연구는 지금까지 고온 열처리 없이는 제작이 불가능했던 다양한 기능의 고성능 산화물 소재를 저온에서 빠른 시간 안에 제작할 수 있는 것을 보여준 것"이라며 "유연성 산화물 회로 구현을 통해 웨어러블 전자기기와 대면적 디스플레이 구현에 기여할 것"이라고 말했다.

미래창조과학부와 한국연구재단의 기초연구사업과 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행한 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 5월 18일자 온라인판 표지논문으로 게재됐다.

▲ 광처리를 통한 용액공정 산화물 전자소자 제작과정 모식도.

윤승훈 기자  yoon3@a-news.co.kr

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