| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 가을 (11/16 ~ 11/18, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 22권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | Polystyrene sphere template를 이용한 산화 아연 pressure sensors (ZnO pressure sensors by using polystyrene sphere template) |
| 초록 | 압전 현상의 경우 기계적 자극 의해 자가 발전이 가능하기 때문에 최근 이 현상을 이용하여 energy harvester 및 pressure/ strain sensor 등의 소자를 개발하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 압전 효과를 보이는 물질 중 하나인 산화아연은 금속 산화물로써 저비용으로 다양한 형상으로의 합성이 용이하며 인체에 무해하여 많은 연구분야에서 활용 되고 있다. Wurtzite 구조를 가지는 산화아연은 비중심대칭 구조로 인해 압력이 c 축으로 가해질 때 전기 쌍극자 모멘트가 발생하여 압전 현상을 보이게 된다. 타 재료 대비, 다소 약한 압전 상수를 가짐에도 불구하고 합성 상의 큰 이점을 지니고 있어 소자제작에 폭 넓게 응용되고 있다. 산화아연은 낮은 온도에서 수열 반응을 통해 나노막대 형태로 쉽게 합성할 수 있으며, 단결정성을 지니는 나노막대 형태의 산화아연은 c 축으로 압력을 가하기 쉬운 1차원 구조이기에 압전소자 적용에 매우 적합하다. 본 연구에서는 이처럼 나노막대 형태로의 합성이 용이하며 압전 현상을 보이는 재료인 산화아연을 polystyrene (PS) sphere 사이에 성장시킴으로써 복합체 구조를 지니는 압전 소자를 제작하였다. 먼저 Si 기판과 PI 기판에 증착된 하부 전극 위에 산화아연 seed layer를 magnetron sputtering를 통해 증착하였다. 이후 seed layer 위에 PS sphere를 배열하고 이를 template으로 사용하여 수열 반응을 통해 산화아연 나노막대를 성장시켰으며, 산화아연 나노막대와 PS sphere 배열의 복합체에 최종적으로 탄소나노튜브를 상부 전극으로 증착시킴으로써 소자를 제작하였다. Scanning electron microscope (SEM) 을 통해 소자의 구조를 확인하였으며, 전류-전압 (I-V) 측정으로 압력에 따른 압전 현상을 보이는 것을 확인하였다. |
| 저자 | 조성래, 이수정, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | piezoelectric pressure sensor; Zinc oxide nanorods; polystyrene sphere template. |
