▲ 한국 과학 기술 연구원 (KIST) 차세대 반도체 연구소 이현정 박사, 임정아 연구팀은 원하는 전극을 잉크젯 프린터로 인쇄하여 반도체로 코팅 된 전극 사를 말아서 생산 그 위에 원하는 전극 구조가 감겨 있습니다. 포토 다이오드와 같은 섬유 전자 소자를 제조 할 수있는 기술을 개발했습니다.[기계신문] 웨어러블 기기의 발달로 가볍고 편안한 섬유와 스마트 전자 기기를 결합한 E-textile 기술이 차세대 신기술로 주목 받고있다. 특히, 섬유 고유의 특성을 유지하면서 전기적 특성을 갖는 섬유 전자 소자는 전자 섬유를 구현하기위한 핵심 장치 중 하나이다.
일반적으로 반도체, 전극, 절연막과 같은 층으로 구성된 광전자 소자에서 소자 성능은 전극의 크기와 구조에 따라 크게 달라집니다. 섬유질 전자 소자를 만들기 위해서는 쉽게 구부러지고 가느 다란 실에 형성되어야하므로 실의 굵기보다 마이크로 미터 단위로 기기의 크기를 크게 만들 수 없으므로 한계가 있습니다. 장치의 성능을 향상시킵니다.
그러나 최근 국내 연구팀이 이러한 한계를 넘어 성능을 향상시키는 기술을 개발 한 것이 화제 다. 한국 과학 기술원 (KIST) 차세대 반도체 연구소 이현정 박사, 임정아 연구팀은 잉크젯 프린터로 인쇄하여 원하는 전극을 생산합니다. 다이오드 등 광섬유 형 전자 소자를 제조 할 수있는 기술을 개발했다.
2019 년 이현정 박사 팀은 물을 함유 한 고분자 인 하이드로 겔 기판에 탄소 나노 튜브 (CNT) 잉크를 인쇄 한 후 전사하여 원하는 표면에 전극을 형성하는 기술을 개발했다. 있다.
하이드로 겔에 인쇄 된 CNT 전극은 물에 떠있는 것과 같으며, 섬유를 말아 올리면 전극 구조를 손상시키지 않고 섬유 표면으로 쉽게 이동할 수있을 것으로 기대됩니다. 임정아 박사 팀과 함께 연구 한 결과 실제 반도체 층과 CNT A 고성능 섬유소자가 전극을 손상시키지 않고 제작되었다.
▲ CNT 전극 이동을 통한 인체 신호 모니터링을위한 광전 소자 구현 전략 모식도. 전극은 하이드로 겔에 전극을 인쇄하고 전극 위에 섬유를 말아서 전극을 옮기고 (왼쪽), 전사 과정을 통해 생성 된 광 다이오드를 섬유에 삽입하고, 손가락 끝에서 광 혈류 측정에 적용한 모식도 실제 심박수 측정 특성 (오른쪽)개발 된 CNT 전극으로 감싼 섬유 트랜지스터는 1.75mm의 곡률 반경으로 구부려도 80 % 이상의 안정적인 성능을 유지했습니다. 또한 CNT 전극의 반투명 특성을 활용하여 CNT 전극으로 빛을 흡수하여 전류를 생성 할 수있는 반도체 층으로 코팅 된 전극 봉인을 감싸서 빛을 감지 할 수있는 섬유 형 포토 다이오드를 제작하는 데 성공했다.
▲ (a) 연구팀이 개발 한 섬유소자를 구현하기위한 CNT 전극 이전 공정, (b) 연구팀이 개발 한 기술을 이용하여 원하는 크기의 전극을 실을 감은 사진제작 된 섬유질 포토 다이오드는 넓은 가시 광선 범위에서 빛을 감지 할 수 있으며 평면 장치보다 열등하지 않은 뛰어난 감도를 가지고 있습니다. 연구팀이 개발 한 광섬유 형 광 다이오드를 LED 소자가 부착 된 원단에 삽입하여 장갑처럼 착용하면 광섬유 형 광 다이오드는 양의 변화에 따라 변화하는 LED 빛의 반사 강도를 감지한다. 손가락 끝에서 혈액이 흘러 사용자의 맥박을 측정 할 수 있습니다. 있었다.
KIST 임정아 박사는 “개발 된 장갑형 심박계는 집게 형 심박계를 대체하여 편안하고 부드러운 느낌으로 사람에게 쉽게 접근 할 수 있으며, 언제 어디서나 실시간으로 심박수를 측정 할 수 있습니다. “
▲ 연구팀이 개발 한 광섬유 형 포토 다이오드를 LED 소자가 붙은 천에 끼 우고 장갑처럼 착용하면 광섬유 형 포토 다이오드는 빛의 변화에 따라 변화하는 LED 빛의 반사 강도를 감지한다. 손가락 끝에서 흐르는 혈액의 양을 측정하고 사용자의 맥박을 측정합니다. 할 수 있었다이현정 박사는“이번 연구는 섬유 형 소자 개발의 과제로 남아있는 전극 형성 기술에 대한 새로운 접근 방식을 제시하며, 복잡한 회로를 가진 섬유상 전자 소자의 성능 향상을 가속화 할 수있다. 섬유 형 광전자 장치. 기대합니다.”
한편, 본 연구는 과학 기술 정보 통신부의 지원을 받아 KIST의 주요 프로젝트로 수행되었으며, 한국 연구 재단의 중급 후속 연구 및 나노 물질 원본 기술 개발 사업, 국제 학술지 ‘ACS Nano’최신호 게재
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오상미 기자 [email protected]