수용성 세라믹을 이용한 유연 소자 개발

Abstract

단 결정 기판 위에 증착 된 NaCl 박막의 성장 메커니즘과 수용성 재료로 응용하기 위한 연구를 진행하였다. 두께 100 nm 이하의 얇은 NaCl 박막은 낮은 격자 불 일치(Lattice mismatch)로 인해 Si(100) 기판 위에서 (100) 방향으로 에피택셜 (Epitaxial) 성장하며 c-sapphire 기판 위에서 (111) 방향으로 도메인 매칭 에피 택셜(Domain matching epitaxial)하게 성장한다. NaCl 결정은 Na와 Cl의 높은 전기 음성도 차이로 강한 이온결합을 하여 극성 용매에 선택적으로 높은 용해도 를 가진다. 또한 801°C의 높은 용융점을 가지고 있어 고온 공정이 필요한 재료도 NaCl 박막 위에 성장할 수 있다. 따라서 NaCl 박막은 높은 용해도와 용융점을 통해 그 위에 성장한 다양한 기능성 재료를 원하는 기판에 전사할 수 있는 수용 성 희생 박막으로 응용할 수 있다. 또한, 습도를 조절하면 NaCl 박막을 나노-마 이크로 사이즈의 결정으로 재결정화할 수 있다. 이러한 NaCl 결정을 통해 다양 한 기능성 재료를 나노구조체로 합성할 수 있다. NaCl 박막을 통해 전사된 ITO 나노 구조체는 전사 과정을 통해 10% 이하의 낮 은 면 저항이 증가하였다. NaCl 결정을 통해 합성된 금 나노 구조체는 금 박막 에 비해 약 20%의 투과도가 증가하였다. 이 실험 결과를 이용해 NaCl 박막을 통해 고온 공정이 필요한 다양한 기능성 재료를 유연한 유기 기판에 전사할 수 있으며 NaCl 박막의 결정성을 조절하여 그 전기적 특성을 조절할 수 있다. 또한 NaCl 결정을 통해서 다양한 금속 나노 구조체를 합성할 수 있을 것이다.