금속에 다양한 색의 옷을 입히다

- DGIST 장경인 교수팀, 금속에 반도체 물질 나노미터로 코팅하는 기술 개발해 -

- 태양전지, 웨어러블 디바이스, 디스플레이 등에 적용할 수 있어 -

DGIST는 로봇공학전공 장경인 교수 연구팀이 GIST 송영민 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 금속에 수 나노미터의 반도체물질를 코팅해 다양한 색 변화를 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 8일(일) 밝혔다.

장경인 교수 연구팀은 금속에 반도체 물질을 수 나노미터(10억분의 1미터) 두께의 초박막으로 코팅해 금속과 반도체 물질의 표면에서 반사된 빛이 강한 박막 간섭 효과를 일으켜 금, 은, 알루미늄 등의 금속 고유색을 바꾸는데 성공했다.

금 위에 코팅하는 게르마늄과 같은 반도체 물질의 초박막 두께에 따라 색이 달라진다는 기존의 연구가 있었으나, 색의 변화가 급격하고 색을 진하게 입히기가 까다로워 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 금 표면에 빗각증착법을 활용해 5~25나노미터의 얇은 게르마늄 막을 입혔다. 그 결과 게르마늄 코팅의 두께와 증착 각도에 따라 노란색, 주황색, 파랑색, 보라색 등 다양한 색을 원하는대로 만들어 내는데 성공했다.

게르마늄층에 미세한 구멍이 다수 존재하는 다공성을 구조를 만들어 색 표현의 범위가 넓어지고, 색의 순도가 높아지는 것을 확인했으며 빗각증착법을 적용해 나노미터의 게르마늄 막의 두께 변화에 따라 색의 변화, 순도 등을 다양화시켰다.

DGIST 로봇공학전공 장경인 교수는 “이번 연구 결과는 기존의 전자소자에 다양한 색을 간단하게 입히는 방법을 개발한 것으로 현재는 단일한 색을 표현했지만 기호, 그림 등의 패턴을 입힐 수도 있다”며 “앞으로 건물 외벽 등 다양한 목적에 사용되는 태양전지, 웨어러블 디바이스, 디스플레이 등 유연소자 분야에 시각적 디자인을 입히는데 활용할 수 있으며 주변 사물과 동일한 패턴 혹은 색을 입혀 은폐(Camouflage)하는데도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 12월 9일자 온라인판에 게재됐으며, 한국연구재단의 기초연구사업(집단연구)의 지원으로 수행됐다.

☞Nanoscale 바로가기 : http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/nr/c6nr08475c#!divAbstract