금속 산화물 박막은 대부분의 전자 기기에서 필수적이지만, 통상적으로 느린 진공 기반 공정을 이용해 높은 온도에서 증착된다. 우리는 용융 금속 맨줄(meniscus)을 기판 위로 이동시키는 방식으로, 주변 조건에서 넓은 면적에 걸쳐 자생 산화물 박막을 인쇄했다. 인쇄된 산화물은 맨줄에서 발생하는 유체 불안정성에 의해 금속으로부터 부드럽게 분리되어, 액체 잔류물이 없는 균일한 박막을 형성한다. 인쇄된 산화물에는 금속성 중간층이 존재하여 박막의 전기 전도성을 매우 높인다. 인쇄 박막의 금속성은, 기존의 산화물 표면에서는 불연속적인 섬으로 형성될 수밖에 없는 미량의 증발 금(gold)이 잘 젖을 수 있게 한다. 그 결과로 얻어지는 초박막(<10 나노미터) 도체는 투명하면서도 기계적으로 견고하고, 전기적으로 안정적이며, 높은 온도에서도 유연 회로로 패터닝할 수 있다.

연성 이온 센서는 다양한 향후 전자 응용에 대응하기 위한 유망한 소자 형태로 부상하고 있다. 이온 센서에서의 난점 중 하나는 기계적 변형과 기타 자극에 의해 생성된 감지 신호가 서로 혼재된다는 점이다. 이온 센서의 성능은 전극의 구조에 크게 의존함에도 불구하고, 목적 지향적인 전극 설계를 위한 체계적 연구는 드물게 수행되어 왔다. 본 연구는 이온 센서가 스트레인-음(부호 반전), 스트레인-중립, 스트레인-양(부호 유지)의 응답을 나타내도록 하는 신축성 복합 전극을 설계하기 위한 간단한 전략을 제안한다. 본 연구는 이러한 스트레인 응답이 전기적으로 유효한 전도성 충전재의 표면 피복률을 조절함으로써 얻을 수 있음을 보여준다. 이 개념에 기초하여, 엘라스토머 복합체 위에 Au 필름을 증착하고 해당 Au 필름에서 균열이 형성되는 과정을 제시함으로써, 고도로 재현 가능한 스트레인-중립 이온 센서의 실용적 제작을 달성한다. Au 균열 기반 이온 센서를 사용하여 완전한 스트레인 비의존 온도 센서가 시연된다. 또한 본 연구는 스트레인-양 및 스트레인-음 전극을 결합하여 전단 방향을 인식할 수 있는 이단자(two-terminal) 전단 센서를 구현함을 보여준다.

저대칭 비등방성(1D 및 2D) 금속 칼코게나이드(MCs)에서 새롭게 나타나는 독특한 전자적 및 촉매적 특성은 차세대 전자소자, 광전자소자, 전기화학적 에너지 저장 장치, 화학 센싱 장치에 활용하기 위한 큰 관심을 불러일으켰다. 지금까지 많은 개념 증명(proof-of-concept) 시연이 이루어졌음에도 불구하고, 비등방성 칼코게나이드의 잠재력 전체는 아직 충분히 조사되지 않았다. 본 논문은 비등방성 칼코게나이드의 합성, 기작에 대한 이해, 특성 조절 전략, 그리고 응용에 관해 최근에 이루어진 진전 사항을 종합적으로 개관한다. 먼저 기본 결정 구조에 대한 소개로 시작한 뒤, 1D 및 2D MC의 고유한 물리·화학적 특성을 다룬다. 용액상 합성, 기상 합성, 박리(exfoliation)에 관한 예시적 진전을 포함하여 비등방성 MC 결정에 대한 제어된 합성 경로를 요약한다. 비등방성 MC의 차원, 상(phase), 조성(composition), 결함(defects), 헤테로구조(heterostructures)를 조절하기 위한 몇 가지 중요한 접근법을 논의한다. 응용 분야에서의 최근의 중대한 진전은 전자공학, 광전자소자, 촉매, 배터리, 슈퍼커패시터, 센싱 플랫폼, 열전 소자에서 강조된다. 본 논문은 비등방성 MC의 학술 연구와 실무적 공학에서 다루어야 할 미래의 기회와 도전 과제를 전망하며 마무리한다.

금속, 반도체, 절연체의 단결정 박막을 웨이퍼 스케일로 성장시키는 일은 고성능 전자 및 광학 소자를 제조하는 데 매우 중요하지만, 과학적 관점과 산업적 관점 모두에서 여전히 어렵다. 최근에는 기존의 틀을 벗어난 고도 합성 접근법이 시도되었으며, 생성 가능한 단결정 박막의 물질 종류를 다양화하는 데 괄목할 만한 진전을 이루었다. 이 총설에서는 개념과 원리에 따라 다양한 물질의 대면적 단결정 박막을 제조하기 위한 몇 가지 새로운 합성 접근법을 소개한다.

금속 산화물 박막은 대부분의 전자 기기에서 필수적이지만, 통상적으로 느린 진공 기반 공정을 이용해 높은 온도에서 증착된다. 우리는 용융 금속 맨줄(meniscus)을 기판 위로 이동시키는 방식으로, 주변 조건에서 넓은 면적에 걸쳐 자생 산화물 박막을 인쇄했다. 인쇄된 산화물은 맨줄에서 발생하는 유체 불안정성에 의해 금속으로부터 부드럽게 분리되어, 액체 잔류물이 없는 균일한 박막을 형성한다. 인쇄된 산화물에는 금속성 중간층이 존재하여 박막의 전기 전도성을 매우 높인다. 인쇄 박막의 금속성은, 기존의 산화물 표면에서는 불연속적인 섬으로 형성될 수밖에 없는 미량의 증발 금(gold)이 잘 젖을 수 있게 한다. 그 결과로 얻어지는 초박막(<10 나노미터) 도체는 투명하면서도 기계적으로 견고하고, 전기적으로 안정적이며, 높은 온도에서도 유연 회로로 패터닝할 수 있다.

연성 이온 센서는 다양한 향후 전자 응용에 대응하기 위한 유망한 소자 형태로 부상하고 있다. 이온 센서에서의 난점 중 하나는 기계적 변형과 기타 자극에 의해 생성된 감지 신호가 서로 혼재된다는 점이다. 이온 센서의 성능은 전극의 구조에 크게 의존함에도 불구하고, 목적 지향적인 전극 설계를 위한 체계적 연구는 드물게 수행되어 왔다. 본 연구는 이온 센서가 스트레인-음(부호 반전), 스트레인-중립, 스트레인-양(부호 유지)의 응답을 나타내도록 하는 신축성 복합 전극을 설계하기 위한 간단한 전략을 제안한다. 본 연구는 이러한 스트레인 응답이 전기적으로 유효한 전도성 충전재의 표면 피복률을 조절함으로써 얻을 수 있음을 보여준다. 이 개념에 기초하여, 엘라스토머 복합체 위에 Au 필름을 증착하고 해당 Au 필름에서 균열이 형성되는 과정을 제시함으로써, 고도로 재현 가능한 스트레인-중립 이온 센서의 실용적 제작을 달성한다. Au 균열 기반 이온 센서를 사용하여 완전한 스트레인 비의존 온도 센서가 시연된다. 또한 본 연구는 스트레인-양 및 스트레인-음 전극을 결합하여 전단 방향을 인식할 수 있는 이단자(two-terminal) 전단 센서를 구현함을 보여준다.

저대칭 비등방성(1D 및 2D) 금속 칼코게나이드(MCs)에서 새롭게 나타나는 독특한 전자적 및 촉매적 특성은 차세대 전자소자, 광전자소자, 전기화학적 에너지 저장 장치, 화학 센싱 장치에 활용하기 위한 큰 관심을 불러일으켰다. 지금까지 많은 개념 증명(proof-of-concept) 시연이 이루어졌음에도 불구하고, 비등방성 칼코게나이드의 잠재력 전체는 아직 충분히 조사되지 않았다. 본 논문은 비등방성 칼코게나이드의 합성, 기작에 대한 이해, 특성 조절 전략, 그리고 응용에 관해 최근에 이루어진 진전 사항을 종합적으로 개관한다. 먼저 기본 결정 구조에 대한 소개로 시작한 뒤, 1D 및 2D MC의 고유한 물리·화학적 특성을 다룬다. 용액상 합성, 기상 합성, 박리(exfoliation)에 관한 예시적 진전을 포함하여 비등방성 MC 결정에 대한 제어된 합성 경로를 요약한다. 비등방성 MC의 차원, 상(phase), 조성(composition), 결함(defects), 헤테로구조(heterostructures)를 조절하기 위한 몇 가지 중요한 접근법을 논의한다. 응용 분야에서의 최근의 중대한 진전은 전자공학, 광전자소자, 촉매, 배터리, 슈퍼커패시터, 센싱 플랫폼, 열전 소자에서 강조된다. 본 논문은 비등방성 MC의 학술 연구와 실무적 공학에서 다루어야 할 미래의 기회와 도전 과제를 전망하며 마무리한다.

금속, 반도체, 절연체의 단결정 박막을 웨이퍼 스케일로 성장시키는 일은 고성능 전자 및 광학 소자를 제조하는 데 매우 중요하지만, 과학적 관점과 산업적 관점 모두에서 여전히 어렵다. 최근에는 기존의 틀을 벗어난 고도 합성 접근법이 시도되었으며, 생성 가능한 단결정 박막의 물질 종류를 다양화하는 데 괄목할 만한 진전을 이루었다. 이 총설에서는 개념과 원리에 따라 다양한 물질의 대면적 단결정 박막을 제조하기 위한 몇 가지 새로운 합성 접근법을 소개한다.

다양한 결정성 탄소 동소체(예: 그래핀)가 활발히 연구되고 있음에도 불구하고, 비정질 탄소(a-C) 박막은 상대적으로 주목을 덜 받아왔다. a-C는 CC 결합 길이와 결합 각의 범위가 넓은 결합을 가지는 무질서한 형태의 탄소이다. 정확한 구조 분석과 이론적 접근이 아직 충분히 확립되어 있지 않지만, 재현 가능한 구조-특성 관계들이 축적되어 왔다. 현재 a-C 박막은 반도체 산업에서 하드마스크로 적용되고 있으며 새로운 특성이 지속적으로 보고됨에 따라, 단순한 희생층을 넘어 실제 기능성 재료로 활용될 수 있다는 기대가 커지고 있다. 본 관점(페르스펙티브) 리뷰 논문에서는 a-C 박막의 합성과 특성에 대한 간단한 소개에 이어, 하드마스크, 극자외선(EUV) 펠리클, 확산 방지막, 변형 가능한 전극 및 인터커넥트, 센서, 활성층, 에너지용 전극, 마이크로 슈퍼커패시터, 배터리, 나노발전기, 전자기 간섭(EMI) 차폐, 나노막(nanomembranes)을 포함한 잠재적 실용 응용을 제안한다. 논문은 a-C 박막에서의 기술적 과제에 대한 논의로 마무리된다.

제트 기반 프린팅(jet-based printing) 기술과 직접 잉크 라이팅(direct ink writing)은 기능성 나노-에서 마이크로스케일(nano- to microscale) 아키텍처를 위한 적층제조(additive manufacturing)에서 핵심 플랫폼으로서 상호 보완적이고 수렴적인 기술로 부상해 왔다. 본 리뷰에서는 이러한 접근법이 고급 전자공학 및 바이오 인터페이싱 응용 분야에서 미세한 형상 해상도와 3차원 구조를 구현하는 방식을 조명한다. 유체역학, 점탄성 잉크 레올로지(viscoelastic ink rheology), 액적-기판 상호작용, 그리고 건조 동역학(drying dynamics)의 상호작용이 인쇄 충실도(printing fidelity)를 좌우하는 결정적 요인으로서 어떻게 작용하는지 검토한다. 유연한 박막 트랜지스터부터 바이오프린팅(bioprinting)된 인공 조직에 이르기까지 응용 중심의 사례 연구는, 인쇄를 통한 정밀한 구조 제어가 전자 및 생물학적 시스템에서의 향상된 소자 성능과 새로운 기능으로 어떻게 이어지는지를 보여준다. 마지막으로, 이러한 프린팅 플랫폼의 진화를 자율적이고, 적응적이며, 지능적인 제조 시스템으로 이끄는 과제와 향후 기회를 논의한다.

. M-Te 합금 소재는 합금에 Te를 보충함으로써 재활용 가능하며, 이는 다양한 고품질 금속 텔루라이드 박막을 제조하기 위한 견고하고 다목적의 플랫폼으로서 본 방법론을 정립한다.

100시간 이상에 걸친 뛰어난 내구성을 보였다. 또한 음이온 교환막 수전해 장치의 성공적인 구동은 그 실용 가능성을 입증한다. 본 연구는 우수한 OER 전기촉매를 밝히는 데 그치지 않고, 금속 기판 위에서 기능성 재료를 직접 에너지 효율적으로 합성하기 위한 새로운 강력한 패러다임으로서 마이크로웨이브 전기장 증강의 원리를 정립하였다.