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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김민욱 (서울과학기술대학교 )

지도교수
옥종걸
발행연도
2023
저작권
서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수8

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2023

금속이온-탄소나노튜브-나노와이어 용액 공정 기반 복합구조체 개발 및 응용
김민욱 자동차공학과 2023.01 학위논문

2020

금속이온 잉크와 탄소나노튜브 용액의 에어브러싱 적층 기반 고성능 고내구성 박막형 히팅 모듈의 수월 제작 기술
김민욱 ,  김민규 ,  김광준 외 10명 대한전기학회 학술대회 논문집 2020.07 학술대회자료

2019

CNT 솔루션과 나노메탈잉크 혼성 코팅 기반 고효율 고내구성 박막형 히팅 모듈 수월 제작 기술
김민욱 ,  이용주 ,  김민규 외 9명 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 2019.10 학술대회자료

초록· 키워드

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본 논문에서는 금속이온-탄소나노튜브-나노와이어 용액 공정 기반 복합구조체 개발 및 응용에 있어 e-beam evaporator, sputter를 포함하는 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD)와 같은 고진공 증착 장비 및 포토리소그래피(photolithography)와 같은 노광장비 등을 수반하는 공정을 배제한, 용액 공정 기반의 코팅, 기계적 접촉 패터닝을 바탕으로 마이크로/나노 구조체의 수월 제작 공정 방법을 개발 제시하고자 한다. 먼저 용액의 단순 코팅만으로 구조적 열화나 기판의 파손 없이 6 V에서 최대 400 ℃ 까지 전력 효율적이고 일관된 반복 가열을 가능하게 하는 이종(異種) 소재의 적층을 통한 Ag-sandwiched nanotube-coated, durable(SAND) 구조를 보인다. 다음으로 단순 코팅 구조에서 나아가 낮은 압력에서 환원형 Ag 이온 잉크 코팅층의 직접적인 기계적 패터닝을 통한 소프트 나노임프린트 리소그래피(soft nanoimprint lithography; soft-NIL) 공정의 최적화 및 응용 방안을 보인다. 해당 공정에서 사용하는 엘라스토머 몰드는 대상 기판과 직접적인 접촉 및 압착을 통해 고해상도 및 잔류층이 거의 없는 금속 마이크로/나노 구조체를 수월히 형성할 수 있음을 보인다. 또한 조정 가능한 광자 기능을 갖는 Ag 나노 구조체를 제작하기 위해 초기 환원형 Ag 이온 잉크의 농도, 코팅 속도, 임프린팅 및 어닐링 조건을 제어하여 최적의 패터닝 조건을 체계적으로 도출하고, 이를 기반으로 단일 몰드인 엘라스토머 몰드의 인장을 통해 Ag 나노 구조체의 패턴 형상 및 주기를 조절할 수 있는 공정 기술을 제시하고, 이를 활용하여 편광에 민감한 반사 컬러 필터를 시연한다. 마지막으로 저온에서 투명하고 유연한 기판에서 용액 공정만으로 Ag 매개 ZnO 나노와이어 성장을 통해 진공 공정 없이 확장 가능한 하이브리드 나노 구조체 제작 공정을 제시한다. 해당 공정은 환원형 Ag 이온 잉크의 코팅 및 저온 어닐링을 통해 제작할 수 있는 나노 다공성 Ag 프레임워크에서 선택적으로 수열 합성을 통해 ZnO 나노와이어를 성장시킬 수 있다. 본 논문에서 기술할 세 가지의 공정은 모두 용액 공정을 기반으로 하기에 진공 및 고온을 필요로 하지 않으며 이는 생산성의 증대, 저렴한 공정비용을 토대로 기능성 멀티스케일 나노구조체의 개발 및 응용에 박차를 가할 것으로 기대한다.
#용액 공정 #은 #탄소나노튜브 #산화아연 나노와이어 #복합구조체

목차

I. 서 론 1
II. 용액공정 기반 고내구성 발열 소자 수월 제작 2
2.1 SAND 제작 공정 개요 2
2.2 SAND 재료 및 공정 3
2.2.1 Ag 박막 제조를 위한 환원형 Ag 이온 잉크 재료 및 공정 3
2.2.2 CNT 솔루션 제작 공정 5
2.2.3 CNT 네트워크 형성을 위한 CNT 솔루션 에어브러싱 공정 5
2.2.4 기저 기판 선정 7
2.2.5 특성 평가 7
2.3 SAND 소자의 구조 및 발열 특성 결과 및 고찰 8
2.3.1 SAND 구조 형성 결과 및 고찰 8
2.3.2 SAND 구조의 발열 특성 9
2.3.3 SAND 구조의 발열 성능 및 내구성 평가 13
2.4 결론 19
III. 용액공정 기반 soft-lithography 금속 패터닝 20
3.1 용액공정 기반 soft-lithography 금속 패터닝 개요 20
3.2 용액공정 기반 soft-lithography 금속 패턴 제작 공정 21
3.2.1 실험 재료 21
3.2.2 soft-lithography를 통한 Ag 나노 구조의 제작 23
3.2.3 Ag 나노 구조의 특성평가 23
3.3 용액공정 기반 soft-lithography 금속 패턴 제작 결과 24
3.4 결론 32
Ⅳ. 용액공정 기반 Ag 매개 ZnO 나노와이어 합성 33
4.1 용액공정 기반 Ag 매개 ZnO 나노와이어 합성 개요 33
4.2 용액공정 기반 Ag 매개 ZnO 나노와이어 제작 공정 34
4.2.1 용액공정 기반 Ag 매개 ZnO 나노와이어 제작 34
4.2.2 용액공정 기반 Ag 매개 ZnO 나노와이어 특성 평가 35
4.3 공정 변수에 따른 ZNW 성장 특성 36
4.3.1 기저 Ag 박막 조건에 따른 ZNW 성장 특성 36
4.3.2 수열 합성 온도에 따른 ZNW 성장 특성 42
4.3.3 ZNW 성장 최적화 기반 투명 가스 센서 제작 및 특성 평가 44
4.4 결론 46
Ⅴ. 결 론 47
참고문헌 48
영문초록 (Abstract) 63
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