KAIST는 기계공학과 여준엽 박사와 고승환 교수 공동연구팀이 집광된 레이저를 이용해 나노물질 초고속 생산기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

기존 나노물질을 합성 및 성장시키기 위해서는 900~1000°C의 높은 온도에서 폭발성 혹은 독성이 있는 위험한 기체를 사용해왔다. 하지만 이를 전자 소자나 전자기기로 응용하기 위해서는 합성 후 분리, 집적, 패터닝 등 복잡한 공정을 거쳐야 하는 단점이 있었다.

이 때문에 나노소자의 대량생산과 상용화에 큰 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 기판위에 나노물질 전구체(어떤 물질이 되기 전단계의 물질)를 올려놓은 후 집광된 녹색파장 대역의 연속파형 레이저를 조명해 원하는 위치에 나노와이어를 합성하는데 성공했다.

이 기술을 이용하면 나노물질의 집적 및 패터닝은 물론 단 한 번의 공정으로 기능성 나노소자 제작이 가능하다.

이와 함께 기판의 종류에 상관없이 공정이 가능해 유연한 플라스틱 기판에도 적용 가능하다. 또 3차원 구조물 위에서도 자유롭게 원하는 위치에 단순 레이저 조명만으로도 나노 물질을 합성, 패터닝 할 수 있다.

여준엽 박사는 “이번 연구결과는 빛에너지를 이용해 나노물질을 합성, 집적, 패턴, 소자제작을 한 번에 가능케 하는 새로운 공정”이라며 “향후 기능성 전자 소자 개발에 드는 시간을 기존의 10분의 1 수준으로 단축할 수 있다”고 말했다.

연구팀은 향후 다양한 나노물질의 조합을 통해 다기능 전자 소자의 개발의 상용화와 대량생산 공정을 개발할 계획이다.

이번 연구결과는 신소재 응용분야 세계적 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스 7월 9일자 표지논문으로 게재됐다.