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카본나노튜브/도전성 고분자 복합막의 전자방출 특성

전문가 제언: ○ 카본나노튜브(CNT)는 기계적 화학적, 열적 안정성이 높은 재료일 뿐 아니라 직경이 나노미터 크기에 /직경의 비(aspect ratio)가 매우 높은 형태적인 특징을 가지며 도전성도 아주 좋은 나노전자 재료로서 구조재의 충전제나 열전도재료로, 전기절연성의 물질의 도전성 제어 등을 이용한 전자차폐, 프린트용 전극재료로 사용하려는 시도가 다양하게 이루어져 왔다.

○ 고체표면에 매우 높은 전계를 가하면 고체표면에 전자장벽이 파괴된 결과 터널(tunnel)효과에 의해 전자가 방출되는 전계방출 현상이 일어난다. 길이가 길고 직경이 적어 아스펙트 비가 매우 크며 곡률반경이 적은 뾰족한 앞 끝부분의 첨예한 형태를 가지고 있는 CNT는 차세대 전계방출원으로 주목을 받고 있다.

○ 그러므로 전계가 앞 끝으로 집중되어 표면의 전계는 수백 배에서 수천 배로 증강되어 쉽게 전자방출이 일어날 수 있는 고전계에서 전자방출원의 역할이 기대되며 또한 CNT의 가늘고 긴 형상은 주사형 프로브현미경의 탐침 등 차세대 전자산업의 나노재료로 주목을 받아 현재 이 분야의 왕성한 연구가 이루어지고 있다.

○ 현재 CNT는 CVD에 의한 배향막이나 CNT 분말을 바인더 재료에 분산하여 도포하여 방법이 개발되어 있으나 도포법은 CVD법에 비해 생산원가가 싸고 큰 면적의 박막제품의 생산에 이점이 있으나 전계방출 재료로서의 성능이 CVD에 비해 열악하다. 전자방출 특성을 높이기 위해서는 박막용 바인더 재료로서 전도성이 큰 것이 바람직하다.

○ 본 고는 이러한 의도에서 도전성이며 가용성인 고분자 폴리티오펜 등을 단층 CNT(SWCNT)를 복합하여 개발한 전기영동법을 통한 복합막, 스핀 코트용 전계방출 복합막 및 고체 디바이스용 전계방출원에 대해 소개하고 있는데 본 고의 내용은 앞으로 발광 디바이스, 유기태양전지, 트랜지스터 등에 활용될 전계 전자 발광 분야에서 CVD 박막법과 경쟁관계에 들어갈 가능성이 큰 만큼 관련연구자들의 이 분야에 대한 관심이 요청된다.

저자: Eiji Itoh
자료유형: 학술정보