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용액공정을 이용한 2, 3 차원 금속 나노 구조물 제작 및 그 활용에 관한 연구 = Study on the fabrication and application of 2 and 3 dimensional metal nano structure through solution process
서명 / 저자 용액공정을 이용한 2, 3 차원 금속 나노 구조물 제작 및 그 활용에 관한 연구 = Study on the fabrication and application of 2 and 3 dimensional metal nano structure through solution process / 이하범.
저자명 이하범 ; Lee, Ha-Beom
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
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MME 13040

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초록정보

In this study, we fabricated 2 and 3 dimensional nano-sized metal structure using solution process. Firstly we have developed a solution based Al electrode fabrication technique, which can be used with paper substrates. This technique utilizes thermal decomposition of Al precursor ink at relatively low temperature (110℃). The Al electrodes on the paper substrate showed good electrical conductivity as well as mechanical durability. The electrical conductivity of this Al electrode is similar or even better than those made by thermal evaporation deposition process. The electrodes made by using this technique endure 30,000 cycle bending test and results in only 20~60% resistance increase. These electrical and mechanical properties varied by employed paper materials. The Al electrodes on inkjet printing paper substrate among various paper materials, shows the best electrical and mechanical properties. Secondly we have fabricated a 3-dimensional porous structure made of silver which has 30nm~40nm pore size. We used the unique ability of di block copolymer that results in various nano sized structures. Among diverse types, materials and morphologies of block copolymers, we concentrated on di-BCP gyroid consist of PS-b-PI. Applying selective etching to the nano sized gyroid structure, we made a porous mold. Ag nanoparticles dispersed in water penetrated into the pore by dip-coating technique which is very simple and rapid. Through a short sintering process the gyroid template was removed and the Ag nano particles were sintered resulting in gyroid shaped bulk structure.

본 연구에서는 용액공정을 이용해 2, 3차원 금속 나노 구조물을 제작하였다. 먼저 우리는 용액 공정을 통해서도 알루미늄 전극을 제작할 수 있는 공정을 제시하였으며 이를 이용해 알루미늄 종이 전극을 제작하였다. 본 공정은 저온(110℃)에서의 알루미늄 전구체 잉크 분해 과정을 직접 알루미늄 전극 형성에 이용하는 것이 특징이다. 본 공정을 통해 제작된 알루미늄 종이 전극은 우수한 전기 전도 성을 보였을 뿐 아니라 매우 뛰어난 기계적 내구성 또한 보였다. 실제로 본 공정을 통해 제작된 알루미늄 전극은 열증착법을 통해 제작된 알루미늄 전극과 비슷하거나 더 우수한 전기 전도성을 보였으며 3만회의 굽힙 시험 후에도 20 ~ 60% 의 저항값 증가를 보였다. 이와 같은 전기적, 기계적 성질은 종이 기판의 종류에 따라 약간의 차이를 보였으며 결과적으로 잉크젯 인쇄 용지 위에 제작된 알루미늄 전극이 가장 우수한 성질을 보였다. 우리는 이와 같은 2차원 구조물 제작에 그치지 않고 더 나아가 3차원 구조물 제작에 관한 연구도 수행하였다. 이를 통해 우리는 공극 직경이 30~40 나노 미터인 3차원의 다공 성 은 구조물을 제작하였다. 자가 결합을 통해 다양한 나노 구조물을 형성하는 이중 블록 공중합체를 이용하였으며 이를 통해 얻을 수 있는 다양한 구조물 중 자이로이드 구조물을 목표로하였다. 선택적 에칭을 통해 다공 성 자이로이드 구조물을 제작하고, 이에 침지 코팅법을 적용하여 역 자이로이드 은 구조물을 제작하였다. 이 공정을 이용하면 다양한 기능성 물질의 3 차원 나노 구조물 형성이 가능하여 그 활용 가치가 매우 크다고 할 수 있다.

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청구기호 {MME 13040
형태사항 v, 53 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Ha-Beom Lee
지도교수의 한글표기 : 고승환
지도교수의 영문표기 : Seung-Hwan Ko
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 50-51
주제 알루미늄
전구체 열분해
블록공중합체
자가결합
자이로이드
aluminum
precursor thermal decomposition
block copolymer
self-assembly
gyroid
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