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금속 나노와이어망을 기반으로 하는 투명한 플렉시블 전도체

전문가 제언: ○ 플렉시블 투명전도체는 플렉시블 유기발광소자, 플렉시블 태양전지, 터치 스크린, 웨어러블 소자, 전자피부와 같은 플렉시블 광전소자에는 필수적이다. 광전자소자에 가장 많이 사용되어온 ITO와 같은 투명한 전도성 산화물은 밴드갭이 넓어 투명할 뿐만 아니라 전도대에 가까운 전자주개대가 존재하여 전도성을 나타내는데, 조그마한 스트레인에 의해 균열이나 깨지는 현상 때문에 플렉시블 광전소자에 적용하기는 어렵다. 금속은 전기전도도가 가장 좋으며 쉽게 용접이 되어 접합저항이 적으므로 금속 나노와이어 망이 ITO를 대체할 수 있다.

○ 금속 플렉시블 투명전극을 다양한 용액 공정과 증착 공정으로 제조하여 특성을 비교 분석하였는데, 와이어들의 접합에서의 저항을 낮추는 방법과 와이어들이 서로 충분하게 연결되게 만드는 방법이 매우 중요하며, 전반적으로 용액 공정보다는 증착 공정으로 제조된 경우에 보다 우수한 특성을 보여주고 있다. 투명도와 면저항 측면에서는 금속 나노와이어 망이 이미 상용의 ITO 박막과 대등한 특성을 보여주며, 휘거나 인장 특성면에서는 훨씬 우수한 특성을 보여주고 있다. 제품에 적용하기 위해서는 투명도와 면저항 특성이외에도 플렉시블 특성, 피로 특성, 탁함 특성, 표면 거칠기, 접착력, 안정성 등이 고려되어야 한다.

○ 국내의 대학 및 산업체에서 투명 산화물 전도체에 대해서는 많은 연구개발이 진행되고 있으나, 금속 나노와이어 망에 대한 연구개발은 미진한 편이다. 금속 나노와이어 망이 이미 상용의 ITO 박막과 대등한 특성을 보여주며, 휘거나 인장 특성 면에서는 훨씬 우수한 특성을 보여주고 있으므로 제품에 적용하기 위해서 용도에 적합한 특성들에 대한 연구개발이 더욱 더 진행되었으면 한다.

○ 고성능의 플렉시블 투명 전도체는 플렉시블 광전소자와 소프트한 기계에 핵심 소재이므로, 유연한 부분과 딱딱한 부분이 만나는 계면에서의 기계적 특성에 대한 연구개발과 큰 스트레인을 받았을 경우에 금속 나노와이어 망의 균열에 대한 연구개발이 이루어지면 가까운 장래에 디바이스에 적용 가능할 것으로 예측된다.

저자: Chuan Fei Guo and Zhifeng Ren
자료유형: 학술정보