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KAIST、完璧に整列されたナノワイヤ移動技術を開発

高性能柔軟電子素子への応用に期待


大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)は電気電子工学部のユン・ジュンボ教授、ソ・ミンホ博士研究チームが完璧に整列されたナノワイヤの束を大面積の柔軟基板に移すことに成功したと5月29日に発表した。

研究チームはナノワイヤ転写(transfer)技術により既存の化学反応基盤のナノワイヤ製造技術の低い応用性と生産性を改善した。代表的ナノ物質であるナノワイヤは小さくて軽いだけでなく優れた物理的、化学的特性で小型柔軟素子に使用できる。

これまでナノワイヤ電子素子の製造は化学的合成法で製造されたナノワイヤを溶液に混ぜて柔軟基板に無作為でまく方法がとられた。この方法で作られた電子素子は特性がそれぞれ異なるという問題点があった。こうした問題は化学的表面処理を利用するナノワイヤ転写工程で柔軟基板の上に整列されたナノワイヤを均一に製造することで解決できる。だがこの技術は化学的な接触力の調節が可能な一部のナノワイヤだけ用いることができるという点で使用範囲が限られていた。

研究チームは機械式の接触力調節原理を活用する新たなナノワイヤ転写技術を開発した。この技術は転写の母体(master mold)となるナノグレーティング基板(nanograting substrate)にナノ犠牲層(nanosacrificial layer)とナノワイヤを順次形成したのち、ナノ犠牲層を乾式蝕刻工程により構造的に弱くする。ナノ犠牲層はナノワイヤと母体を弱くつないでいるため柔軟基板となる材料でまるでテープを利用して床の塵埃をはがすようにナノワイヤを容易に母体から柔軟基板に移すことができる。

この技術は一般的な物理的蒸着法を基盤にして製造されるので材料への依存性が低い。したがって容易にナノワイヤを柔軟基板上に製造することができる。研究チームは本技術を利用して金、白金、銅などさまざまな金属ナノワイヤと結晶化した金属酸化物を柔軟基板上に完璧に整列した形で製造した。またこれを柔軟ヒーターとガスセンサーの素子に利用して実生活への応用可能性も提示した。

研究に当ったソ・ミンホ博士は「優れた物性の多様な金属、半導体ナノワイヤをウェハーレベルで完璧に整列して柔軟基板に移しこれを素子製造に応用した。さまざまなナノワイヤ材料を柔軟基板上にうつすためのプラットフォーム技術として高性能柔軟電子素子の開発に役立つと思う」と話している。

研究結果は国際学術誌『ACS Nano』に5月24日付で掲載された。





[2018-06-01]

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