인쇄 공정 기반 확산 도핑을 통한 대면적 이차원 반도체 소자의 전기적 특성 제어 및 고성능 소자 구현 기술 개발
1. 인쇄 공정을 이용한 표면전하이동도핑(surface change transfer doping, SCTD) 기술 선택성 고도화2. 대면적 이차원 반도체 소재의 선택적 영역 도판트와 전극 적층 인쇄 기술 개발3. 선택적 확산 도핑에 따른 이차원 반도체 소재의 도핑 특성 및 물성 평가4. 확산 도핑에 의한 고성능 대면적 이차원 반도체 소자의 신뢰성 평가 및 ...
이차원 반도체
표면전하이동도핑
전계효과트랜지스터
잉크젯 프린팅
확산도핑
2D semiconductors
Surface charge transfer doping
Field-effect transistors
Inkjet printing
Diffusion doping
2
2024년 4월-2024년 12월
|562,500,000원
자유형상 디스플레이용 용융 상전이 기반 정밀 형상제어 기판 원천 소재 개발
1차년도 높은 신축성, 파괴인성, 피로저항도를 동시에 갖는 탄성체 개발기판의 균일한 물성 제어용 메타 구조 설계메타 구조체 적용을 위한 강성가변형 (10배) 복합 소재 개발유한요소시뮬레이션을 이용한 메타 구조 설계 시스템 구축잔류응력이 최소화된 대면적 고분자 기판 (10 cm x 10 cm) 제작 공정 개발10,000 S/cm 전도도를 갖는 신축 전극 배선...
형상제어
스트레쳐블 기판
용융 상전이
강성 변화
자유형상 디스플레이
Shape control
stretchable substrate
melt phase transition
Stiffness change
free-form display
3
2024년 4월-2024년 12월
|768,750,000원
신축성 적층형 생체신호 센서 융복합 디스플레이 원천 기술 개발
● 신축성 압력 반응 근적외선 발광소자 층: 전체 층은 투명하고 신축 가능한 소재로 구성하며, 내재 신축성 QLED의 상부 전극을 압력 반응 전극으로 대체하는 방식으로 제작됨. 특히 발광 소재로 양자점-고분자 복합체를 활용해 기존 연구 결과 대비 높은 신축성을 가지는 발광소자를 제작함.● 수광 센서: 수직으로 적층된 포토 다이오드와 블로킹 다이오드를 이용해...
융·복합 디스플레이
신축성 집적 기술
생체 정보 센서
보안 정보 센서
양자점 소재
Multifunctional Display
Stretchable Integration Technology
Biosignal Sensor
Security Information Sensor
Quantum Dot Materials
4
주관|
2022년 3월-2023년 2월
|200,000,000원
인쇄기술을 이용한 대면적 고신뢰 이황화 몰리브덴 포토트랜지스터 어레이 개발
<1차년도 – 이차원 반도체층의 계면 제어 및 도핑을 위한 유기 소재와 인쇄 공정 확보>
■ 이차원 포토트랜지스터 계면 제어 및 도핑 소재 탐색과 기능성 잉크화 기술 개발
- 이차원 반도체의 전기적 특성을 향상 시킬 수 있는 도판트 소재 탐색 및 기능성 잉크 개발.
- 이차원 반도체와 공기 / 전극 / 절연층 간의 계면 특성을 향상 시켜줄 수 있는 유기 소재 탐색 및 기능성 잉크 개발.
■ picoliter 급 고품질 기능성 잉크 액적 형성 및 이차원 반도체상에 선택적 미세 계면 제어 기술 개발
- 개발된 기능성 잉크에 대해 잉크젯 프린팅 공정 조건 확보.
- 안정적인 잉크젯 프린팅을 위해 도판트의 함량, 점도, 표면 장력, 액적속도 등 잉크 조성 제어를 통해 긴 꼬리(long-tail) 및 위성 방울(satellite droplet) 형성을 최소화.
- 최적화된 잉크젯 프린팅 공정 확보를 통해 3 pL 급 미세 액적 형성 및 50 μm 급 선택적 계면 제어기술 확보.
<2차년도 – 정밀 계면 제어된 이차원 반도체 기반 포토트랜지스터 특성 평가>
■ 인쇄 공정을 이용한 계면 제어 및 도핑에 따른 이차원 반도체 포토트랜지스터 전기적 특성 평가
- 이황화 몰리브덴상에 인쇄 공정으로 n형 도핑 후 전기적 특성 향상.
- 이차원 반도체 포토트랜지스터의 계면 제어를 통해 전기적 특성 향상.
- n형, p형 트랜지스터에 대해 전하이동도 > 10 cm^2 /Vs, 점멸비 > 10^6 이상.
- 이차원 반도체와 전극 간의 중간층 삽입을 통해 접촉 저항 50 % 이상 감소.
- 계면 제어를 통해 광반응도 향상.
<3차년도 – 정밀 계면 제어된 이차원 반도체 기반 포토트랜지스터 특성 평가>
■ 이차원 반도체 포토트랜지스터 신뢰성 평가 및 CMOS 회로 제작 기술 개발
- 계면 제어를 통해 전하트랩밀도를 감소시킴으로써 게이트 전압, 드레인 전압, 장시간 빛 노출 스트레스 하에서의 문턱 전압 이동 및 포토특성 신뢰성 확보.
- 인쇄 공정을 이용한 각각의 계면 제어 및 도핑을 통해 향상된 CMOS 회로를 제작하여 인쇄 공정과 이차원 반도체 소자의 시너지를 창출하여 응용 가능성을 확인함.
기계적 메타물질 기반 2축 제어 신축성 기판 및 나노필러 아키텍쳐링을 이용한 고유 신축 전극 소재 개발
기계적 메타물질 삽입을 통해 1축 연신 시 수직되는 축의 기계적 변형 제어 기술 개발 포아송비 제어가 가능한 다양한 기계적 메타물질 구조체를 분석하고, 신축성 기판에 도입 시 연신율 30%를 달성할 수 있도록 구조체 물성 및 디자인 최적화 기계적 메타물질 소재는 투명 탄성 기판 소재와 동일한 소재를 사용하여 투명도와 신축성 확보하고, 물성 제어를 통해 영률을 포함한 기계적 강도를 최적화 3D 모델링을 통해 기계적 메타물질 구조 설계 및 2축 변형률 제어가 가능한 신축성 기판의 모의실험을 수행 수직 구조를 가지는 미세 dot 어레이 도입을 통해 기계적 스트레스를 분포를 제어함으로써 2축 변형 시 극대화 되는 3축 변형률에 대한 제어 기술 개발 기계적 메타물질 구조체 및 스트레스 분산체 제작에 활용할 수 있는 고정밀, 대면적, 고양산성을 가지는 인쇄공정 기술 확보 고신뢰, 저투습 신축성 기판 소재 개발을 위해 탄성 박막 봉지층 도입 가능성 평가 나노필러 아키텍쳐링을 이용한 고전도성, 고안정성, 고유 신축 전극 소재 개발 신축성 기판과의 접착특성 및 인쇄성을 고려하여 고분자 매트릭스 선정 은 입자 크기, 모양 및 혼합성분을 조절하여 높은 전도성을 지닌 전도성 전극 재료 개발. 또한 새로운 값싼 도전성 필러 개발을 통한 저가화 전략 제시 0D, 1D, 2D 비전도성 필러의 도입 및 분산 최적화를 통한 고전도성, 고안정성, 고유 신축 전극 소재 개발 대면적 인쇄공정을 위해 점도 제어가 가능한 페이스트 형태의 소재 제작 본 연구과제에서 개발된 2축/3축 변형률 제어 신축성 기판 및 전극 소재 성능 최적화를 통해 기계적 변형에 대해 신뢰도가 높은 신축성 디스플레이 실증