-KIST 연구원들은 원하는 모양의 전극을 실에 감아 섬유 형 광전자 소자의 성능을 향상시킵니다.
-섬유질 포토 다이오드를 천에 삽입하여 손끝으로 심박수 측정 가능
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| 사람의 신호를 모니터링하기 위해 제작 된 장치를 광섬유에 삽입하고 LED로 광 혈류를 측정 할 수있는 사진입니다.[KIST 제공] |
[헤럴드경제=구본혁 기자] 웨어러블 디바이스 (웨어러블 디바이스)의 개발과 함께 가볍고 편안한 섬유와 스마트 전자 기기를 결합한 전자 섬유 기술이 차세대 신기술로 주목 받고있다. 특히, 섬유 고유의 특성을 유지하면서 전기적 특성을 갖는 섬유 전자 소자는 전자 섬유를 구현하는 핵심 장치 중 하나이다.
일반적으로 반도체, 전극, 절연막과 같은 층으로 구성된 광전자 소자에서 소자 성능은 전극의 크기와 구조에 따라 크게 달라집니다. 섬유 전자 소자를 만들기 위해서는 쉽게 구부러지고 가느 다란 실에 형성되어야하므로 실의 굵기보다 마이크로 미터 단위로 기기의 크기를 크게 만들 수 없어 개선에 한계가있다. 장치의 성능. 이러한 한계를 넘어서는 전자 섬유의 성능을 향상시킬 수있는 기술이 국내 연구팀에서 개발됐다.
한국 과학 기술원 (KIST) 차세대 반도체 연구소 이현정 박사와 임정아 연구팀은 잉크젯 프린터로 원하는 전극을 인쇄 한 후 코팅 된 전극 실을 감는다. 그것에 반도체. 다이오드 등 광섬유 형 전자 소자 제조 기술을 개발했다고 24 일 밝혔다.
2019 년 이현정 박사 연구팀은 물이 함유 된 고분자 인 하이드로 겔 기판에 탄소 나노 튜브 (CNT) 잉크를 인쇄 한 후 원하는 표면에 전극을 전사하여 형성하는 기술을 개발했다. 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 연구팀과의 연구 결과 실제 반도체 층과 CNT A 고성능 섬유소자가 전극을 손상시키지 않고 제작되었다. 개발 된 CNT 전극으로 감싼 섬유 트랜지스터는 1.75mm의 곡률 반경으로 구부려도 80 % 이상의 안정적인 성능을 유지했습니다.
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| CNT 전극 전사를 통해 인체 신호를 모니터링하기위한 광전 장치를 구현하기위한 전략의 개략도.[KIST 제공] |
또한, CNT 전극의 반투명 특성을 이용하여 빛을 흡수하여 전류를 생성 할 수있는 반도체 층으로 코팅 된 전극 씰을 감싸서 빛을 감지 할 수있는 섬유 형 포토 다이오드를 제작했습니다. 제작 된 섬유질 포토 다이오드는 넓은 가시 광선 범위에서 빛을 감지 할 수 있으며 평면 장치보다 열등하지 않은 뛰어난 감도를 가지고 있습니다. 연구팀에서 개발 한 광섬유 형 포토 다이오드를 LED 소자가있는 천에 삽입하여 장갑처럼 착용하면 광섬유 형 포토 다이오드는 LED에 따라 변화하는 빛의 반사 강도를 감지하여 사용자의 맥박을 측정 할 수 있습니다. 손가락 끝에서 흐르는 혈액량의 변화. 있었다.
이현정 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.”
이번 연구 결과는 나노 물질 분야의 국제 학술지 ‘ACS Nano’최신호에 게재됐다.