초소형 회로, 태양전지, 센서 등에 사용되는 나노와이어를 균일하게 제작하는 기술이 개발됐다.

KIST(원장 이병권)는 최원준 박사 연구팀이 단결정 이산화바나듐(VO₂) 나노와이어를 정확하게 배치·정렬하는 공정 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

나노와이어는 지름이 나노미터 수준인 선 구조 물질이다. 전기를 잘 통하고 표면적이 넓어 초소형 회로에 쓰인다. 기존 회로를 구성하는 배선들과 달리, 나노미터 크기로 회로를 제작하려면 나노와이어를 정확하게 위치시키고 배열하는 기술이 필요하다. 또한, 균일한 지름과 길이의 나노와이어를 만들어야 한다. 그동안 이 기술이 개발되지 않아, 나노와이어는 상용화되지 못했다.

연구팀은 V자 모양으로 패인 기판을 이용해 밀리미터 길이의 나노와이어를 제작했다. V자 기판에 화합물 오산화바나듐(VO5)을 올리고 700℃로 가열해 녹이면 액체 나노 방울이 생긴다. 나노 방울들이 V자 굴곡 아래로 흘러내리면서 선 모양의 이산화바나듐 나노와이어가 만들어진다.

연구팀은 이산화바나듐이 약 67℃에서 저항이 급격히 감소하는 특성을 이용해 나노와이어 변형 센서도 개발했다. 변형 센서는 센서에 가해지는 굽힘, 뒤틀림 등 물리적 변화를 감지하는 장치다. 연구팀의 변형 센서는 높은 민감도와 빠른 반응 속도를 보였다.

KIST 최원준 박사는 "나노와이어는 신체 관절과 근육의 운동을 감지하는 스마트 운동복의 센서, 미세 균열을 감지하는 장비 등에 활용될 수 있다"며 "이번 연구는 산화바나듐 나노와이어를 이용한 웨어러블 복합센서 제작에 중요한 역할을 할 것"이라고 기대했다.

UNIST 백정민 교수팀, 이화여대 김명화 교수팀과 함께 진행된 이번 연구는 'Nano Letters' 최신호에 게재됐다. 논문명은 'Directional Ostwald Ripening for Producing Aligned Arrays of Nanowires'다.