KIST, 이글루 모양의 초박막 나노구조 개발
속이 비어있는 반구형 초박막 구조는 일반 박막에 비해 표면적이 3.6배 이상 크고, 기체의 이동이 빠르게 일어나 센서의 감도와 반응속도가 탁월하다. 특히‘이글루’구조가 되면 하부기판과의 계면열화 현상이 거의 없어 반구의 바깥과 안쪽 면에서 가스반응이 극대화되는 장점이 있다.
본 연구내용은 국제적으로 권위 있는 학술단체인 영국 왕립화학회에서 발간한 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)에 7월 21일자 속표지논문으로 발표될 예정이다.
기존에 개발된 박막센서들은 부피에 비해 표면적이 작고 외부 기체와의 반응이 2차원 표면에 국한되어 있어 고감도 센서를 제조하는데 어려움이 있었다. 또한 박막이 100nm 이하로 얇은 경우 하부전극과의 계면반응에 의해 박막 특성이 열화되어 센서 감도가 급격히 저하되는 것이 일반적이다. 이에 비해 KIST 연구진이 개발한 센서는 유해환경가스인 질소산화물(NOx) 가스의 농도를 0-125 ppb로 변화시켜 센서를 측정한 결과, 8배의 저항변화가 관찰되어, 계면열화 현상이 없는 우수한 감지 특성을 보여주었다.
속이 비어있는 반구형 나노구조는 구형으로 만든 고분자틀 위에 나노박막을 코팅한 후 고온에서 고분자를 태워버리고 나노박막을 결정화시는 방법으로 손쉽게 제조했다. 본 연구결과는 한국연구재단의 지원으로 이스라엘 테크니온(Technion) 공대 아브너 로스쉴드(Avner Rothschild) 연구팀과의 국제공동연구(과학기술국제화사업)로 수행된 것이다.
김일두 박사는“이 기술은 박막센서 분야의 원천기술로서 향후 대테러방지를 위한 군수용 센서, 자동차용 유해가스차단장치(AQS) 및 가전용 센서 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것”이라고 전망하면서 “태양전지, 연료전지, 이차전지, 촉매 등에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
한국과학기술연구원 개요
한국과학기술연구원(KIST)은 지난 1966년 우리나라 최초의 종합연구기관으로 설립되었다.
웹사이트: http://www.kist.re.kr
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KIST 에너지재료연구단
김일두 박사
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