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도포 광조사법을 이용한 기능성 세라믹 코팅과 응용

전문가 제언: ○ 본고에서 취급하는 유기금속화합물은 탄소-금속결합을 갖는 화합물을 말하며 금속원자의 d궤도가 탄소와의 결합에 사용되고 d전자 수에 의해 유기금속화합물의 조성이 결정된다. 즉 금속원소의 특징과 유기부분의 다양성이 조합된다. 최근에는 반도체용 박막증착, 염료감응태양전지(DSSC)의 감응염료 등 화학증착 막의 프리커서로 주목을 받고 있다.
○ 본고에서는 펄스 레이저광과 유기금속화합물의 광화학 반응을 이용한 도포 광조사법을 사용하여 온도에 약한 수지상에 기능성 다결정 박막을 제조하고 그 메커니즘을 규명하였다. 또 단경정 기판을 사용하여 금속산화물 에피택셜 막 성장이 가능하다는 것을 보여주었다. 나노입자를 도포하고 자외광 조사를 하여 실온, 질소분위기 중에서 ITO박막도 제조하였다. 유기금속 막에 자외선, 레이저 광 등을 조사하면 라디칼 형성 반응을 통해 반응성이 큰 화학종으로 화학변화가 일어날 때 반응성이 매우 크고 빠른 특성을 갖는다고 한다.
○ 국내 각 대학에서 유기금속화학증착 법에 의한 각종 세라믹 박막 코팅기술이 2000년대부터 한국표면공학회, 한국정밀공학회, 한국세라믹학회 등에서 발표되어 왔다. 특히 중앙대와 전자부품연구소 연구팀이 2012년 극자외선을 이용해 플라스틱 기판에 산화물 반도체 회로 막을 제조하여 큰 열처리 기구가 필요하던 대형 디스플레이 공정을 쉽고 저렴하게 바꾸어 플렉시블 반도체와 회로의 가능성을 넓혔다. 따라서 빛을 이용한 새로운 에너지 전달 체계를 통해 의료, 바이오, 반도체 산업에 새로운 시장이 열릴 것으로 생각한다.
○ 도포 광조사법은 쉽게 회로나 박막을 제조하여 기존에 없었던 기능을 발휘할 수 있어 매우 중요한 연구 분야로 2000년대부터 관심을 갖고 연구가 시작되었다. 각종 빛을 이용하여 광화학반응을 일으키나 가장 중요한 원료는 유기금속화합물이다. 2010년에 국내 유피케미칼과 미국의 켐츄사가 MOU를 체결하여 고순도 금속유기화합물 시장을 개척하기로 하였고 금년 5월에는 SK머티리얼즈와 일본 트리케미칼이 합작법인 SK트리켐을 설립, 반도체 증착 프리커서를 생산하기로 하였다. 따라서 유기금속산화물의 유용성에 대한 지속적 관심과 지원이 필요하다.

저자: Tetsuo Tsuchiya and Tomohiko Nakajima
자료유형: 니즈학술정보