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미국 퍼듀대학(Purdue University)의 연구진은 생의학적 이미징용 3차원 광검출기를 개발할 수 있는 새로운 기술을 선보였다. 이 기술은 거미줄의 구조적 특성을 이용했다. 거미줄은 폭풍과 같은 다양한 기계적 부하를 견딜 수 있는 우수한 기계적 적응성과 손상 내성을 가지고 있다.이번 연구진은 3차원 곡선 표면에 결합될 수 있는 전자장치를 만들기 위해서 거미줄의 독특한 디자인을 사용했다. 그래서 곤충과 갑각류의 비전 시스템과 같이 입사광의 강도와 방향을 동시에 감지할 수 있는 반구형 또는 돔 모양의 광검출기 어레이를 만들었다.PMMA(poly(methyl methacrylate))와 화학 기상 증착 기술을 사용해서 구리 위에 단일층 그래핀을 성장시켰고, 그 후에 원하는 활성 영역으로 단일층 그래핀을 전사시켰다. PMMA는 아세톤으로 제거되었고, 그래핀은 포토리소그래피(photolithography)와 반응성 이온 에칭(reactive ion etching)을 사용하여 패턴화되었다.이 구조는 나선형 및 방사형으로 구성되어 있어 외부에서 유도된 응력을 선 전체로 분산시키는 기능을 제공하고, 인장 시에 힘을 더 잘 소멸시켜서 더 큰 확장성을 제공한다. 또한 전체 구조의 강도와 기능을 유지하면서 각각의 선의 절단을 용인할 수 있다.이번 연구에서는 거미줄 디자인에 반구형 전자장치와 센서를 집적할 수 있는 플랫폼 기술을 구축해서 다양한 기계적 부하에 대함 우수한 기계적 적응성과 손상 내성을 가지게 할 수 있었다. 3차원 광전자 구조는 넓은 시야와 광각 반사 방지를 필요로 하는 광 검출 시스템에 특히 매력적이다. 이런 시스템은 생의학적 분야와 군사적 이미징 목적으로 매우 유용할 것이다. 이번 연구에서 제시한 조립 기술은 3차원 구조 속에 변형 가능한 2차원 전자장치를 집적할 수 있어서 3차원 전기장치 및 광전자장치 분야에 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. |
