강봉철 금오공대 교수와 양민양 KAIST 교수 연구팀은 구리 나노입자에 흡수율이 낮은 광원을 사용해 누구나 쉽고 자유롭게 설계가 가능하고 전류 흐름이 높은 구리 배선을 제작하는 단일 공정기술을 개발하는데 성공했다.

전자제품이 소형화됨에 따라 미세한 크기의 구리배선 공정이 필요하다. 또 구리는 대기상태에서 쉽게 산화되기 때문에 이를 방지할 수 있어야 한다. 현재 상용되는 구리배선은 유독한 화합물질이 포함돼 있거나 전류 소비가 많아 에너지 소비가 높다.

연구팀은 금속 나노입자에 흡수율이 낮은 레이저 광원을 사용할 때 깊고 균일한 소결반응을 일으킬 수 있고 광원도 저렴하기 때문에 보다 효과적일 것이라는 가설을 바탕으로 연구를 시작했다.

그 결과, 고순도 구리 나노입자에 저렴한 광통신용 레이저를 이용해 원하는 부분만 순간적으로 빠르게 녹이고 응집시켜 습기가 많은 공기 중에서도 산화없이 연속적인 미세 구리막을 형성할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 스마트 기기용 투명터치패널 제작에 연구결과를 적용, 단일층 구리 기반의 눈에 보이지 않을 정도로 미세한 구리선을 만들어 유연한 터치 패널 구조를 개발하는데 성공했다.

이번 연구성과는 재료분야 국제학술지인 '케미스트리 오브 머터리얼즈'에 지난달 28일자로 게재됐다.

강봉철 교수는 "이 연구성과는 단일공정으로 고전도, 고밀도, 고집적의 구리배선을 제작하는 원천기술을 개발한 것"이라면서 "기존 희토류를 이용해 5~6겹의 복잡한 구조로 되어 있는 모바일 기기용 터치패널을 대체할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.