작성일 : 18-01-10 15:48
ETRI, 윤선진 ICT 소재연구그룹 박사팀 나노시트 제작기술 개발 "고용량 축전지, 이차전지 등 활용"···'스몰'에 게재
 글쓴이 : happy
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나트륨이온에 의한 2D 나노시트 박리 모식도(좌). 나트륨 이온을 이용하여 박리한 2D 반도체 나노시트의 고농도 수분산액들의 사진과 나노시트-폴리비닐알콜 복합체 용액을 플라스틱 기판 위에 코팅한 사진. <자료=ETRI 제공 >
나트륨이온에 의한 2D 나노시트 박리 모식도(좌). 나트륨 이온을 이용하여 박리한 2D 반도체 나노시트의 고농도 수분산액들의 사진과 나노시트-폴리비닐알콜 복합체 용액을 플라스틱 기판 위에 코팅한 사진. <자료=ETRI 제공>

국내 연구진이 물에 나트륨을 넣어 이차원 반도체 나노시트를 만들었다. 

ETRI(한국전자통신연구원·원장 이상훈)는
윤선진 ICT 소재연구그룹 박사팀이 나트륨과 물을 이용해 나노미터(nm) 두께의 나노시트 제작 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 

이차원 반도체는 두께가 나노 크기로 매우 얇게 쪼개지는 특성이 있어 차세대 전자 소자 구현에 사용된다. 일반적으로 리튬(Li) 이온과 유기용매를 활용해 고농도 분산액을 얻을 수 있다. 

그러나 유기용매 사용 시 작업자 건강에 해롭고 환경오염 등을 일으킬 수 있으며, 리튬은 물과 격렬하게 반응해 신기술 개발이 쉽지 않다. 

이에 연구팀은 리튬 이온 대신 나트륨(Na)을 이용한 나노시트 제조 기술을 개발했다. 물에 쉽게 용해되며 가격이 저렴한 나트륨은 리튬과 마찬가지로 결정석의 결합력을 약화시키는 역할을 한다. 

연구팀은 잘 쪼개지는 결정석을 물에 넣고 나트륨을 첨가, 초음파를 가해 아주 얇은 나노시트를 만들어 냈다. 기존 리튬 이온을 이용한 나노시트는 표면이 산화되는 등의 변성을 동반하나 연구팀이 개발한 나노시트는 물성의 변화가 일어나지 않았다.

연구팀은 개발한 기술로 나노시트가 물속에 고루 분산돼 떠 있는 수분산액(水分散液)도 얻어 냈다. 이차원 반도체 나노시트 수분산액은 물에 쉽게 용해되는 고분자를 혼합해 '나노시트-고분자 복합체'로 응용할 수 있다. 

이와 함께 연구팀은 이차원 반도체인 이황화 텡스텐(WS2), 이황화 몰리브덴(MoS2) 나노시트를 폴리비닐알콜 수용성 고분자와 혼합한 복합체 박막을 형성해 메모리 소자도 제조했다. 

ETRI 관계자는 "데이터를 쓰고 반복해서 읽는 과정을 시험해 안정적인 메모리 동작을 확인하는 데 성공했다"며 "향후 전기차 고용량 축전지, 이차전지, 유연하고 투명한 전자기기 등에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다. 

이번 연구성과는 나노소재 전문학술지
'스몰(Small)' 지난해 말 온라인판에 실렸다. 내달 표지논문에 선정, 출판될 예정이다.