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유연성 기판 위에 자체 조립된 탄소 나노튜브 박막의 전기적 및 전기 기계적 특성

전문가 제언: ○ MEMS의 개발은 최근 20년간 큰 발전을 이루었는데, 실리콘은 대부분의 마이크로 시스템들의 주요 소재로 이용되는 물질이었지만 MEMS의 응용범위가 넓어짐에 따라서, 실리콘의 많은 단점들 때문에 최선의 물질 선택이 아닌 경우도 있다. 폴리머는 큰 부피 제작을 위한 저 물질가격, 유연성, 투명성 등의 마이크로 시스템을 위한 많은 장점들을 가졌다. 폴리머 집적회로(IC)는 미래에 저가격대의 실리콘IC를 대신하게 될 것으로 기대된다.

○ 나노입자, 나노선, 탄소 나노튜브 및 생체분자를 포함하는 나노 척도 물질들 중 SWCNT는 탁월한 전기와 기계적 성질 때문에 지대한 관심을 끌었고, 종래의 반도성물질과 비교하여 SWCNT는 더욱 높은 운반체 이동도와 더 좋은 성능을 갖는다. SWCNT 다층은 “하부상향” LbL 자체조립 기법으로 수 시간에 생성될 수 있어서, 박막 석출을 위한 저가와 저온 방법이며 다층박막의 두께는 ㎚로부터 ㎛ 크기까지 광범위하게 조절할 수 있다.

○ SWCNT 다층은 SWCNT과 PDDA의 교대되는 층들이며 미리-패턴 된 금전극 위에 석출시켜서 나노박막의 저항을 측정하였다. 조립된 SW- CNT 층들의 수가 증가함에 따라서, 저항기의 저항은 비선형적으로 감소한다. 플라스틱 기판의 높은 유연성 때문에 높은 각으로 기판을 굽힐 때 SWCNT 저항기의 저항은 감소된다.

○ 기판의 굽힘은 47.1%만큼의 저항을 감소시킬 수 있는데, 이것은 표준 실리콘의 그 값보다 10배 더 크다. LbL 자체 조립된 SWCNT 박막의 독특한 전기 기계적 성질에 기초하여, 압력센서, 가속도계 및 자기센서와 같은 많은 MEMS/NEMS 소자들을 디자인하고 제작할 수 있다.

○ 유연성 기판에서 LbL 자체 조립된 SWCNT 다중박막의 전기적 및 자기적 특성들의 연구는 그 “압 저항” 현상에 기초하여 다양한 응용분야에서 많은 고감도 센서들과 전자소자들의 생산은 물론 MEMS/NEMS 소자들의 연구개발에 획기적인 전기가 될 것으로 전망한다.

저자: Wei Xue, Tianhong Cui
자료유형: 학술정보