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[고려대학교] 전사 공정을 생략한 그래핀 박막 제조방법

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

그래핀 박막의 제조방법

보유기관 및 연구자 : 고려대학교 김지현

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

연구의 필요성: ○ 기계적 박리법의 한계
- 흑연결정체로 부터 기계적인 힘을 이용하여 직접 그래핀을 떼어내는 방식으로, 얻어진 그래핀의 결정성은 우수하지만 생산 효율이 좋지못해 실용성이 떨어짐

○ 화학기상증착법의 한계
- 일반적으로 가장 많이 이용되는 그래핀 제조방식은 화학기상증착법으로, 이를 통해 얻어진 그래핀은 특성이 우수하고 대량생산이 가능하지만, 전이금속상부에 성장한 그래핀을 원하는 곳으로 전사하는 전사공정이 필요함

그래핀 박막

기술활용분야: 그래핀은 LED, 터치패널, 플렉서블 디스플레이등의 투명 전극 이나, 가스베리어, 방열소재 복합소재 등의 다양한 분야에 활용이 가능함

그래핀의 활용분야

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
- 가장 많이 이용되는 화학기상증착방법에서 강제되던 전사공정을 생략함
- 이온 주입공정 전단계에서 기판을 가열하는 공정을 추가로 수행함
- 열처리 공정 및 냉각 공정의 조건의 조절이 가능

효과: ○ 전사공정생략에 따른 그래핀 물성의 향상
- 전사공정을 생략함으로 써 전사공정에서 발생가능한 결함이나 오염 문제를 해결할 수 있음
- 대면적의 기판에도 그래핀 박막의 형성이 용이

○ 가열공정의 추가로 인한 박막의 균일성 획득
- 가열공정을 통해 탄소원자들이 금속 촉매막 표면에 균일하게 분포되어 균일한 그래핀 박막을 형성

○ 공정조건의 조절을 통한 그래핀의 두께 조절
- 열처리 공정 및 냉각 공정의 조건(온도, 공정시간 등)이 조절됨으로써 그래핀박막의 두께가 조절가능