| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | 단결정 실리콘 나노선 기반의 유연 광센서의 전기적 특성 (Electrical properties of flexible photodetector based on single-crystalline Si nanowire) |
| 초록 | 최근 biomedical devices, smart clothes, 그리고 robotic system에 대한 관심과 연구가 증가함에 따라 동작인식을 위한 photodetector들에 대한 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 하지만 대부분의 photodetector는 많은 결정립계를 가진 2 차원 또는 3 차원의 무기물을 사용하여 소자를 제작하기 때문에 photodetecting 특성 향상에 어려움이 있을 뿐만 아니라 수백 번 이내의 굽힘시험에서 소자의 특성을 잃어버려 역동적인 소자에 적용 시 수명단축의 원인이 된다. 이를 극복하고자 높은 aspect ratio와 단결정성을 가진 나노선을 기반으로 한 유연소자에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 실리콘 나노선 기반의 광센서를 제작하기 위하여 무전해식각법으로 단결정 실리콘 나노선을 합성하였고, 실리콘 나노선에 hydraznie 처리를 하여 나노선의 산화에 따른 광전도 효율 저하를 최소화하였다. 또한 dielectrophoretic alignment를 이용하여 source-drain 전극 사이에 실리콘 나노선을 일정한 방향으로 배열하였다. 이러한 방법으로 제작된 실리콘 나노선 기반의 광센서는 source-drain 전극 사이의 실리콘 나노선의 두께가 120 nm 에서 160 nm로 증가함에 따라 324 nm의 광원에서 광센서의 on/off ratio가 92에서 190으로 증가하였고, 광원의 파장이 324 nm에서 756 nm로 증가하였을 때 on/off ratio가 190에서 14.2로 감소함을 확인하였다. 더 나아가 곡률반경 5 mm의 굽힘 시험에서 10000회 이상의 굽힘에도 우수한 sensing 특성이 유지됨을 확인하였다. 실리콘 나노선의 표면과 결정학적 특성은 scanning electron microscope (SEM)와 transmission electron microscope (TEM)를 통하여 분석하였다. 실리콘 나노선 기반의 유연 광센서의 구조는 optical microscope를 통하여 확인하였으며, I-V 측정을 통해 광원의 파장 변화에 따른 sensing 특성 변화를 분석하였다. 또한 실리콘 나노선 기반의 유연 광센서의 유연성은 flexible materials tester를 사용하여 평가하였다. |
| 저자 | 김도훈, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | Si nanowire; photodetector; optoelectronics; flexible device; bending test |
