소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

표면기술연구본부

표면기술연구본부

실장 김동호

연구실 소개

미래 정보/에너지 분야의 핵심기술 구현에 필요한 기능박막소재의 원천기술과 이의 성공적 적용을 위한 소자화 기술을 연구 개발한다.

055-280-3557

주요 실적

실리콘박막소재 고속증착 신기술 개발 및 박막태양전지 효율 세계최고 수준 확보
단일분자 식별이 가능한 초고감도 분자감지소재 원천기술 확보
전이금속계 2차원 나노박막소재의 합성 및 소자화 응용기술 확보

주요 연구분야

태양전지용 박막소재 (실리콘 박막, 투명전도막, 페로브카이트) 및 소자화 기술
투명 나노전극(은나노선, 나노메쉬)을 이용한 유연 유기 태양전지 소자화 기술
기능성 산화물 박막 및 나노박막소재 소자화 응용 기술
기판(폴리머, 유리) 표면 나노구조화 기술을 이용한 저반사/내지문/센싱기능 부여
2차원 나노결정 소재 합성 및 소자 응용 기술
분자감지용 라만증강기판 소재 기술

연구개발 추진실적

준상압 플라즈마 화학기상증착법(HWP-PECVD)을 이용한 Si 고속증착기술개발

[과제 소개]

  • 100 Torr 이상의 높은 압력에서 고속 회전 전극 및 150 MHz 전원장치로 구성된 고밀도 플라즈마 발생장치를 이용한 태양전지용 Si박막 고속 증착 기술 확보

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 100 Torr 이상의 높은 압력 및 150 MHz의 고주파 전원을 이용한 Si 박막의 고속 증착 기술
  • 0~60%의 결정화도 제어 가능 Si 박막 증착기술
  • 세계 최초 상압플라즈마를 활용한 미세결정질 실리콘 박막 태양전지 셀 제조 (효율 7%)
  • 가스순환장치를 이용한 박막내 산소 불순물 1018 atom/cm3 달성(순도 99.99% 실리콘, 수소제외)
대기압 방전 플라즈마
HWP-PECVD 실리콘 박막 태양전지 구조 및 효율

단일분자 식별이 가능한 초고감도 분자감지소재 원천기술 확보

[과제 소개]

  • 홀로그래피 식각공정에 의한 균일 금속 나노패턴을 형성하고, 이를 이용해 단일분자 식별이 가능한 초고감도 분자감지소재 및 센서를 개발함.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 홀로그래피 식각법에 의한 균일 금속나노패턴 형성
  • 나노갭 (~10 nm) 형성에 의한 분자 라만신호 증강관찰
  • 초고감도 분자감지소재 제작 및 평가 기술 (논문 3건)
홀로그래피 식각공정 적용 초고감도 분자감지소재 기술

전이금속계 2차원 나노박막소재 합성 및 소자응용

[과제 소개]

  • 대면적, 고품위의 다양한 전이금속계 2차원 소재들을 CVD법으로 합성하고, 원자단위 제어를 통해 물성을 조절하여 3차원 벌크소재의 한계를 뛰어넘는 성능을 가진 차세대 나노전자소자 응용기술을 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • CVD법에 의한 전이금속계 2차원 나노박막소재의 대면적 합성기술
  • 2차원 나노박막의 원자층수·구조·조성·계면 제어를 통한 물성 제어 및 분석 기술
  • 2차원 나노박막기반 트랜지스터 응용소자 제작 및 평가 기술
  • 2차원 나노박막기반 초고감도 센서 응용소자 제작 및 평가 기술 (논문 3건)
2차원 나노박막소재의 CVD 합성기술 및 전자소자 응용기술

향후 연구계획

  • 실리콘 박막태양전지 기술 고도화 및 가치 부여를 통한 신 시장 개척 및 실용화 모색
  • 차세대 태양전지 기술 융합을 통한 유무기 태양전지 기술 분야 세계 최고 기술 확보
  • 2차원 나노결정 소재 합성기술의 고도화 및 소자 응용 기술 확보
  • 라만기반 화학/바이오센서 기술 확보