LABORATORY

<마이크로전자재료연구실 주요 연구분야>

I. 에너지 환경 재료

○ 광촉매 나노소재 실용화 연구

(Photocatalyst Nano-materials and its Applications)

이산화티타늄(TiO₂)은 자외선을 받으면 전자(electron)와 정공(hole)을 생성함으로서 강한 산화력을 지니게 되어 수중과 공기 중에 존재하는 각종 환경 오염물질을 무해한 이산화탄소와 물 등으로 분해하며, 각종 바이러스와 병균 등에 대해 살균력이 뛰어난 대표적인 광촉매 소재이다. 또한, 빛을 받아도 자신은 변화하지 않고 화학적으로 매우 안정하기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있어서 각종 환경 정화 및 청정용 소재로서 활용될 수 있다. 실용화된 대표적인 예를 들면, 광촉매 코팅 내장 건축재 (벽지, 실내외 도장), 자가 세척 기능의 차량용 거울, 도로 시설물, 폐수 처리용 필터, 공기청정기 필터 등이 있다. 본 연구실에서는 이러한 광촉매 소재에 관하여 각종 박막 증착 방법(LPCVD, PECVD, ALD, Sol-gel process, etc.)을 응용하여 가시광원으로도 광반응이 크게 향상될 수 있는 새로운 광촉매 복합소재 제조 공정과 광촉매 필터 제조기술을 개발하고, 이를 각종 공기청정기 등에 적용하기 위한 실용화 연구 개발을 수행하고 있다.

○ 형광체 재료 개발 및 응용 연구

(Synthesis of Phosphor Materials and its Applications)

형광 물질은 태양광 등의 빛 에너지를 흡수한 후 이를 가시광선으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하는 특성을 가진 축광성 재료이며, 야광 표시판, 형광 램프, TV 브라운관, Color CRT, 형광 도료, FED, PDP, EL display 등 각종 디스플레이 소재로서 널리 사용되고 있다. 본 연구실에서는 잔광 특성이 뛰어난 축광성 형광 물질 합성과 그의 응용, 발광 및 잔광 특성에 관하여 연구하고 있다.

○ 이차전지에 관한 연구

(Battery Materials and its Applications)

마이크로 전자 산업의 급속한 발달에 따라 핵심 전력 공급원인 전지 개발의 중요성이 최근 들어 크게 부각되고 있다. 특히, 비디오 카메라, PCS핸드폰, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 전자 장비들과 차세대 교통수단인 전기자동차에 이르기까지 일상생활에 범용화 되면서 이들 전자기기들의 동력원이라 할 수 있는 높은 에너지를 지닌 소형전지의 개발을 가속화 시켰다. 이 중에서 리튬 이차전지는 용량 및 에너지 밀도 측면에서 가장 우수한 전지이며, 차세대 핵심 전지로서 많은 연구개발이 진행되어 현재 상용화되고 있다. 리튬이차전지 세계시장은, Sanyo, Matsushita, AT Battery등 일본 전지관련 회사들이 거의 지배하고 있으나, 최근에 국내에서도 리튬이온 이차전지 상용화 개발에 성공하면서 삼성SDI, LG화학, 로케트, 서통, SKC 등 유수 전지관련 회사들이 리튬 이차전지를 생산하고 있다. 본 연구실에서는 이러한 리튬이온 이차전지의 전극재료에 관하여 고용량, 고출력 및 안정한 특성을 지닌 전극재료 연구개발을 다년간 수행하였다.

II. 센서 소자

○ MEMS 공정 및 센서 응용 연구

(MEMS Processing and its Application for Sensors)

MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술은 소형이면서 고성능을 발휘하는 시스템 또는 부품을 저비용, 대량으로 생산할 수 있는 초소형 정밀 기계 제작 기술을 총칭하는 것으로서 응용 범위가 전자, 통신, 자동차, 의료 및 바이오, 멀티미디어, 정보기기 등 광범위하다. 예를 들면, 반도체 공정 기술을 기반으로 하는 마이크론(㎛)이나 ㎜크기의 초소형 정밀 기계 제작 기술, 마이크로 단위의 기계적 구조물(Mechanical Structure)과 전자회로가 집적화 되어 결합된 시스템, 실리콘이나 수정, 유리 등을 가공해 초고밀도 집적회로, 머리카락 절반 두께의 초소형 기어, 손톱 크기의 하드디스크 등 초 미세 기계 구조 제작 기술 등이 있다. 본 연구실에서는 이러한 MEMS 공정 기술, Si-미세 가공기술(Si-micromachining)을 활용하여 (1) 각종 반도체식 가스센서(CO, NOx, SOx, NH₃, HCHO, VOCs, etc.), 자동차 실내 공기 질 제어 센서 개발에 관한 연구를 MEMS 구조체에 적용될 수 있는 감지 물질 소재개발과 병행하여 진행하고 있고, (2) MEMS 공정과 CMOS 공정을 조합한 반도체 FET형 수소센서의 설계 제작에 관한 연구를 수행하고 있다. 또한, (3) MEMS/CMOS 공정기술을 응용하여 여러 가지 실리콘 마이크로 압력 센서(pressure sensors) 설계 제작에 관한 연구를 수행하고 있다.

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