KIST-서울대 연구팀 "웨어러블 전자소자에 응용…신뢰성 향상 기대"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 피부처럼 늘어나면서도 변형이 일어날 때 다양한 박막 전자소자의 전기적·기계적·표면형태학적 특성을 자유자재로 조절할 수 있는 신축성 플랫폼을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 정승준 박사팀은 4일 서울대 전기정보공학부 홍용택 교수팀과 함께 신축성 플랫폼 안에 기계적 강도가 높은 투명 구조체를 삽입, 웨어러블 기판과 박막 소자 사이에서 발생하는 기계적 변형력의 영향을 제어하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
최근 플렉시블 전자소자와 인체에 부착할 수 있는 신축성 웨어러블 전자기기에 관심이 집중되고 있으나 기존 반도체 소자는 늘어나거나 수축할 때 기계적 변형력(stress)이 신축성 기판과 기능성 박막소자 사이에 서로 영향을 줘 전기적 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
연구팀은 이를 개선하기 위해 피부처럼 얇고 신축성이 있으면서 기계적 강도와 탄성이 높은 투명한 구조체 조합들이 안에 삽입된 신축성 플랫폼을 개발했다.
신축성 플랫폼에는 수십 마이크로미터(㎛=100만분의 1ｍ) 크기의 단단한 투명 구조체들이 잉크젯 인쇄공정으로 제작돼 주기적으로 배열돼 있다.
신축성 플랫폼은 내부의 구조체 강도와 크기, 배열에 따라 신축 시 박막 소자가 받는 기계적 변형력 정도를 조절할 수 있고 원하는 영역에 기계적 변형력을 집중시키거나 분산시키는 것도 가능하다고 연구팀은 설명했다.
이들은 실험과 시뮬레이션을 통해 플랫폼 신축 시 금속 박막, 산화물 박막, 유기물 박막 등 다양한 박막의 전기적, 기계적, 형태학적 특성을 자유자재로 조절할 수 있음도 확인했다.
정승준 박사는 "신축성 플랫폼으로 변형력에 따른 박막 특성 변화를 제어할 수 있었다"며 "변형력에 민감한 웨어러블 디스플레이나 센서 같은 전자기기의 신뢰성을 높이는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials) 최신호에 게재됐다.
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