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[터치스크린] 터치스크린 기술은 성능 저하 없이 희소 금속을 그래핀으로 교체한다. 인듐은 지구상에서 가장 희귀한 금속 중 하나이지만 유비쿼터스 전자 장치의 핵심성분이다. 엔지니어들은 이제 인듐을 그래핀으로 교환하여 정확히 동일한 전자 특성을 가진 장치를 만드는 방법을 시연했다.

박민제 | 기사입력 2022/01/10 [18:17]

[터치스크린] 터치스크린 기술은 성능 저하 없이 희소 금속을 그래핀으로 교체한다. 인듐은 지구상에서 가장 희귀한 금속 중 하나이지만 유비쿼터스 전자 장치의 핵심성분이다. 엔지니어들은 이제 인듐을 그래핀으로 교환하여 정확히 동일한 전자 특성을 가진 장치를 만드는 방법을 시연했다.

박민제 | 입력 : 2022/01/10 [18:17]

 

터치스크린 기술은 성능 저하 없이 희소 금속을 그래핀으로 교체한다.

그래핀은 터치스크린 장치를 위한 희소 원소 인듐에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
그래핀은 터치스크린 장치를 위한 희소 원소 인듐에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.
 
 

인듐은 지구상에서 가장 희귀한 금속 중 하나이지만 유비쿼터스 전자 장치의 핵심성분이다. 엔지니어들은 이제 인듐을 그래핀으로 교환하여 정확히 동일한 전자 특성을 가진 장치를 만드는 방법을 시연했다.

ITO(인듐 주석 산화물) 박막은 전기 전도성이 높고 빛에 투명하여 LCD, OLED, e-ink, 터치스크린, LED 조명, 유리 코팅 및 태양 전지를 비롯한 다양한 디스플레이 기술에 적합하다.

문제는 인듐이 흔하지 않다는 것입니다. 인듐은 금과 은과 같은 것보다 기술적으로 더 풍부하지만 지구의 지각에서 원소 형태로 거의 발생하지 않으므로 다른 금속, 일반적으로 아연을 위해 채굴된 광석의 부산물로 추출되어야 한다. 따라서 유럽, 미국, 호주 및 일본의 Critical Raw Materials 목록 에 나타난다.

과학자들이 더 일반적인 대안을 찾고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이전 작업은 탄소 나노튜브 , 구리 나노와이어 또는 새로운 유리질 중합체에서 유망한 후보를 발견했다 새로운 연구에서 Paragraf와 Queen Mary University of London의 연구원들은 모두가 가장 좋아하는 경이로운 물질인 그래핀 의 형태로 하나를 발견했을 수 있다.

한 원자 두께의 탄소 시트로 구성된 그래핀은 다양한 유용한 전자 및 광학 특성을 나타내며 물론 탄소가 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나라는 사실을 돕는다.

연구원들은 금속-유기 화학 기상 증착(metal-organic chemical vapor deposition)이라는 기술을 사용하여 투명 기판 위에 그래핀 층을 증착하는 것으로 시작했다. 그래핀에 질산을 도핑하여 전도성을 높인 다음 레이저로 특정 패턴으로 에칭하여 양극으로 만든다. 결과적으로 생성된 그래핀 기반 OLED 장치는 기존의 인듐 주석 산화물과 동일한 성능을 발휘한다고 팀은 말한다.

다른 연구에서 그래핀이 인듐의 대체물로 어떻게 사용될 수 있는지를 보여주었지만, 결과로 나온 장치는 원래만큼 효율적이고 전도성이 없었다. 팀은 핵심 문제는 그래핀이 일반적으로 다른 증착 방법을 사용하여 금속 촉매 위에 놓이고 투명 기판으로 옮겨지지만 이 추가 단계에서 성능에 영향을 미치는 불순물이 도입될 수 있다고 말한다.

연구의 공동 교신 저자인 Colin Humphreys 교수는 "ITO의 중요성과 희소성 때문에 ITO를 대체하려는 많은 시도가 있었지만 전자 또는 광학 장치에서 비교할 만한 성능을 가진 물질은 지금까지 발견되지 않았다. 우리 논문은 그래핀이 전자/광학 장치에서 ITO를 대체할 수 있음을 입증한 세계 최초의 논문이다. 그래핀-OLED가 ITO-OLED와 동일한 성능을 가짐을 보여주었다”고 말했다.

그러나 소위 경이로운 물질이 과학자들이 바라는 은색 총알이 되기 전에 해결해야 할 퍼즐 조각이 아직 남아 있다. 희소성에도 불구하고 인듐은 여전히 ​​상대적으로 저렴한 반면 그래핀은 현재 대량 생산에 비용이 많이 든다. 그러나 Paragraf 와 같은 회사 가 더 저렴한 비용으로 더 큰 규모의 그래핀을 생산하는 생산 방법을 개발 하면서 이러한 경제 환경이 바뀌고 있다. 이번 연구는 Advanced Optical Materials 저널에 게재됐다. 출처: 런던 퀸메리대학교

 

 

 
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