용액공정을 이용한 2, 3 차원 금속 나노 구조물 제작 및 그 활용에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 용액공정을 이용해 2, 3차원 금속 나노 구조물을 제작하였다. 먼저 우리는 용액 공정을 통해서도 알루미늄 전극을 제작할 수 있는 공정을 제시하였으며 이를 이용해 알루미늄 종이 전극을 제작하였다. 본 공정은 저온(110℃)에서의 알루미늄 전구체 잉크 분해 과정을 직접 알루미늄 전극 형성에 이용하는 것이 특징이다. 본 공정을 통해 제작된 알루미늄 종이 전극은 우수한 전기 전도 성을 보였을 뿐 아니라 매우 뛰어난 기계적 내구성 또한 보였다. 실제로 본 공정을 통해 제작된 알루미늄 전극은 열증착법을 통해 제작된 알루미늄 전극과 비슷하거나 더 우수한 전기 전도성을 보였으며 3만회의 굽힙 시험 후에도 20 ~ 60% 의 저항값 증가를 보였다. 이와 같은 전기적, 기계적 성질은 종이 기판의 종류에 따라 약간의 차이를 보였으며 결과적으로 잉크젯 인쇄 용지 위에 제작된 알루미늄 전극이 가장 우수한 성질을 보였다. 우리는 이와 같은 2차원 구조물 제작에 그치지 않고 더 나아가 3차원 구조물 제작에 관한 연구도 수행하였다. 이를 통해 우리는 공극 직경이 30~40 나노 미터인 3차원의 다공 성 은 구조물을 제작하였다. 자가 결합을 통해 다양한 나노 구조물을 형성하는 이중 블록 공중합체를 이용하였으며 이를 통해 얻을 수 있는 다양한 구조물 중 자이로이드 구조물을 목표로하였다. 선택적 에칭을 통해 다공 성 자이로이드 구조물을 제작하고, 이에 침지 코팅법을 적용하여 역 자이로이드 은 구조물을 제작하였다. 이 공정을 이용하면 다양한 기능성 물질의 3 차원 나노 구조물 형성이 가능하여 그 활용 가치가 매우 크다고 할 수 있다.