서민영·주현지 석사과정생(유연인쇄전자전문대학원 유연인쇄전자공학과, 지도교수 김태욱)이 최근 대만 타이베이에서 열린 국제학술대회인 ‘The International Conference on Flexible and Printed Electronics 2024(ICFPE 2024)’에서 Materials 부문 우수 포스터로 선정되어 각각 은상을 수상했다.

이번 학술대회에서 서민영 석사과정생은 구리 나노시트를 이용해 고효율 전자파 차폐 필름을 제작하고, 산화 안정성을 확보하는 방안의 연구성과를 발표해 호평을 받았다.

2차원 단결정 구리 나노시트 필름의 전자파 차폐 효율은 약 80 dB로 보통 상업용 사용 기준이 되는 30 dB를 훨씬 넘는 월등한 성능을 보여준다. 하지만 구리 기반의 물질은 주변 환경으로부터 산화에 취약하여 안정성 확보가 필수적이다.

이를 위해 서민영 석사과정생은 2차원 단결정 구리 나노시트(Cu NSs) 필름을 산화시켜 Cu/Cu2O 코어-쉘 구조를 형성하고, 산화에 따른 패시베이션 막을 통해 산화 안정성을 확보했다. 이를 통해 산화를 방지하면서도 높은 전자파 차폐 성능을 유지하는 연구 성과로 수상의 영예를 안았다.

이와 함께 주현지 석사과정생은 비정질 인듐갈륨아연산화물(이하 InGaZnO)를 반도체층으로 이용하여 제작한 박막 트랜지스터에 2차원 단결정 은 나노시트를 삽입하여 소자의 문턱전압 특성 변화를 유도했다.

InGaZnO는 최근 각광받는 반도체 물질 중 하나로, 비정질 실리콘에 비해 높은 전자 이동도, 낮은 누설전류와 투명성을 가진 물질이다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 매우 큰 음의 문턱전압 값을 가지고 있어 전력 소모가 크다는 단점이 존재했다. 이에 따라 InGaZnO 기반 박막 트랜지스터의 문턱전압을 조절하는 연구가 활발히 진행됐지만, 고온의 열처리나 복잡한 공정이 수반되는 연구가 대부분이었다.

주현지 석사과정생은 간단한 초음파 공정을 통해 절연층 위에 은 나노시트를 증착, 성공적으로 비정질 InGaZnO 박막 트랜지스터의 문턱전압을 조절하여 높은 평가를 받았다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 집단연구지원 나노커넥트 사업, 국가전략기술소재개발 사업의 지원으로 수행됐다.