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[고려대학교] 저온스프레이 방식 그래핀 증착 장치

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 전자~전기 개발상태 9

저온 스프레이 방식 그래핀 증착 장치

보유기관 및 연구자 : 고려대학교 / 윤석구

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 저온 스프레이 방식을 통한 그래핀 박막 증착 장치에 관한 기술로, 별도의 복잡한 제조공정을 거치지 않고 그래핀 입자의 증착 코팅을 수행할 수 있는 장치에 관한 것임

연구의 필요성: ○ 화학기상증착법의 한계
- 일반적으로 가장 많이 이용되는 그래핀 제조방식은 화학기상증착법으로, 증착을 통해 금속촉매 상부에 그래핀을 성장시키고, 에칭을 통해 금속촉매를 제거시킨뒤
그래핀을 원하는 곳으로 전사하는 전사공정을 거침
- 위와같은 에칭과 전사과정은 화학적 안정성의 문제, 복잡한 공정으로 인한 비용 및시간의 낭비 등의 문제로 이용범위가 크게 제한되어옴

대표도면

시장동향: - 주요 전방산업의 시장현황 및 전망치와 성장률을 기준으로 추정했을때 세계 그래핀계 나노소재 시장 규모는 16년 24억달러 규모에서 꾸준히 증가해 21년에는 41억 8천만달러 까지 성장이 예상됨(CAGR:10%)

- 국내시장 역시 16년에 2,300억 규모에서 4,000억 규모까지 성장이 전망됨(CAGR:10%)

세계 그래핀계 나노소재 시장 규모

특장점

차별성: ○ 공정과정의 효율적인 변화
- 그래핀 입자와 휘발성 액체를 혼합한 혼합용액의 초음속 분사를 통해 기판에 용이하게 증착 가능
- 분사하는 과정에서 휘발성액체가 증발하고, 그래핀입자만 기판의 표면에 증착 코팅 되도록 함
- 가장 많이 이용되는 화학기상증착방법에서 강제되던 전사공정을 생략함

○ 증착 코팅 조건의 변화가 용이
- 용액 주입구와 작동 가스의 유동방향의 배치에 따라 증착 코팅 할 수 있는 범위의 선택이 가능해짐

효과: ○ 공정의 개선에 따른 그래핀 물성의 향상
- 전사공정을 생략함으로 써 전사공정에서 발생가능한 결함이나 오염 문제를 해결할 수 있음
- 대면적의 기판에도 그래핀 박막의 형성이 용이
- 증착된기판에 레이져빔의 조사를 통해 불규칙한 그래핀층의 질을 향상 시킬 수 있음

○ 저온 공정의 가능
- 상대적으로 저온 상태에서 그래핀 입자를 증착 시킬 수 있도록 하여 열에 취약한 유연기판에도 증착 가능

○ 증착 영역의 선택폭이 넒어짐
- 용액주입구와 가스유동방향의 직각방향 배치를 통해 그래핀 입자의 증착 영역의 확장이 가능