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초임계유체를 이용한 금속박막 형성기술

전문가 제언: ○ 최근 초임계 수용액을 이용하여 유전재료, 압전재료, 태양광응답형 광촉매 등의 나노산화물 제조에 응용하고 있다. 초임계온도와 압력은 물의 임계점 이상인 약 400℃와 30MPa이며 고압장치이므로 기술적인 문제가 많이 따른다. 그러나 초임계 박막형성법(SCFD)은 CO2의 임계온도가 31.1℃와 압력 7.4 MPa이므로 초임계 유체를 취급하기 용이할 뿐만 아니라 장치 면에서는 설치비가 저렴한 이점이 있다.

○ SCFD는 초임계 CO2 유체에 금속착체를 용해시켜서 가열반응 하여 각종 금속을 하지에 박막을 형성시키는 조작이다. 특히 초임계 유체는 확산계수가 액체보다 1~2항 적고 표면장력이 없기 때문에 환원된 금속입자가 극히 미세한 홀에 까지 침입하여 치밀한 박막을 형성하는 특징이 있다.

○ SCFD법에서 일반적으로 금속박막의 합성은 도전성 하지 위에서만 Cu가 성장한다. 그러나 Cu원료에 Mn착체를 첨가한 공정에서는 피막형성 초기에 CuMnOx가 우선 절연체 하지에 형성된 후에 Cu가 연속적으로 피막이 형성되는 특징이 있으므로 사용되는 하지는 도전성 하지나 절연성 하지 등 무엇이나 사용할 수 있는 특징이 있다.

○ 최근 초임계 이산화탄소 응용은 고압 마이크로 혼합기의 신속 혼합성을 적용하여 혁신적인 도장 프로세스에 이용하는 기술로도 확대되고 있다. 이와 같이 탄산가스 초임계 유체를 이용하여 금속박막을 형성시키고, 도장하는 데도 사용하는 등 임계점이 다른 물질에 비하여 낮기 때문에 여러 곳에 활용될 것으로 생각되므로 이 계통 종사자들이 참고하기를 바라는 바이다.

저자: Y.Shimogaki, T.Momose, M.Sugiyama
자료유형: 학술정보