세라믹스·금속재료 해외기술정보

첨단 세라믹스 해외기술정보

이황화철 사용한 감도 5배의 적외선 센서 개발
환경·저가화에 유리

靜岡大學 공학부의 高橋直行 교수는 이황화철(파이라이트)을 이용한 새로운 타입의 고감도 적외선 센서를 개발했다. 종래의 적외선 센서에 비해 약 5배의 감도가 있고, 중금속이나 희소금속을 사용하지 않기 때문에 환경대응이나 저가화에도 유리하다고 한다. 2년 후 쯤 전자회로 등을 포함하는 시스템으로 마무리하여 방화센서나 인체감지 센서로 실용화할 계획이다.
새로 개발된 적외선 센서는 0.1칸테라의 미약한 적외선을 감지할 수 있고, 반응속도도 0.5초로 빠르다. 특히 100℃ 이상의 고온물에서 나오는 파장 1마이크로~1.2마이크로미터의 근적외광을 감지하는데 우수한 성능을 보인다. 첨가물의 가감으로 반응하는 적외선의 파장역도 선택할 수 있다.
이 센서는 실리콘 기판 표면에 두께 50나노~100나노미터의 파이라이트 박막을 형성한다. 파이라이트 박막을 센서에 이용하는 연구 예는 이밖에도 있었지만, 표면의 형상 등에 문제가 있어 고감도를 이끌어낼 수 없었다고 한다. 高橋교수는 반도체 제조 등에 사용하는 기상성장법으로 염화철과 티오아세트아미드(CH3CSNH2)를 기호, 화합시켜 표면 조도 플러스 마이너스 1나노미터의 파이라이트 박막을 얻었다.
종래의 적외선 센서는 알루미늄·갈륨·비소계나 수은·카드뮴·텔루르계의 화합물을 수광부에 이용하는 것이 일반적이었다. 모두 중금속이나 희소금속을 포함하여 환경대응이나 원가 면에서도 과제가 남아 있었다. 이에 대해 하이라이트는 안정성이 높고 무해하며 원료도 싸기 때문에 유리한 점이 많다고 한다.              (NK)

SiC의 직접 응고 주조 방법 개발
탄소와 보론 카바이드(B4C)가 소결 보조제로 들어있는 액체 상태의 실리콘 카바이드(SiC) 슬러리를 직접 주조할 수 있는 새로운 방법이 일본의 Figu Prefecture Ceramic 연구센터와 Fifu 대학의 연구진에 의해 개발되었다.
암모늄 폴리스티렌 술폰산염과 수산화 테트라메틸 암모늄의 첨가를 통해 고용 SiC 슬러리를 얻을 수 있었다. 육면 BN이 첨가되면, 슬러리의 이온화 성질이 증가하였다. 주조 직전의 BN 입자의 점차적인 용리 때문에 주조 슬러리는 건조되어 점도가 낮은 액체에서 단단하고 녹색을 띠는 균일한 비기공성 몰드로 변화하였다.
0.1~1.1wt% BN을 첨가하여 이론적인 밀도의 63%라는 고밀도를 얻을 수 있었다. 그러나 SiC 슬러리에 탄소화 함께 ~1.1%의 NB을 첨가하면, 소결된 SiC 몸체의 밀도를 완전히 향상시키지 못하는 것으로 나타났다. B4C를 소결 보조제로 SiC 슬러리에 첨가하면, 소결 몸체의 밀도가 이론적인 밀도의 97%에 다다랐다.     (ACB)

세계에서 가장 작은 범용 물질 테스트 시스템
미국 Northwestern 대학의 연구진들은 나노역학 현상을 실시간으로 실험할 수 있게 해주는 마이크로 머신을 첫 번째로 디자인하여 만드는데 성공했다고 밝혔다. 기계는 in-situ 투과 전자 현미경에 의해 요구되는 작은 공간에 맞출 수 있도록 설계 되었다.
나노 크기 물질 테스트 시스템(n-MTS)는 액츄에이터와 마이크로 기술을 이용하여 제작한 로딩(loading) 센서로 구성되어 있는데, 이 다른 감지 능력에 기초한 로딩 센서는 ~10 나노 뉴턴의 로드 분해능을 가지고 있다.
이것은 시편의 변형과 파괴를 나노미터 이하의 분해능으로 연속해서 관찰하면서 동시에 나노 뉴턴의 분해능으로 전기장을 측정할 수 있는 첫 번째 나노크기 물질 테스트 시스템이다.
이 시스템의 능력은 공간에 떠있는 폴리실리콘 필름과 금속 나노와이어, 탄소 나노튜브의 in-situ 전자 현미경 테스트를 통해서 증명되었다.    (ACB)

사파이어와 계면에 정렬된 액체 알루미늄

독일의 Max-plank 연구소와 이스라엘의 Technion-Israel Institute of Tehchnology의 연구진은 원자 크기에서 알루미나-알루미늄 고체-액체 계면의 실시간 고온 관찰에 근거하여 결정 표면에 인접한 액체 원자의 정렬 상태에 대한 증거를 제시하였다.
이 연구는 결정이 액상의 정렬을, 고온에서는 금속-세라믹 계에서도 정렬을 유도할 수 있다는 것을 보여주었다. 구체적인 시스템을 예로 들면, 미세 컬럼으로부터 나온 산소는 계면을 따라 정렬된 액체를 유도하고 계면 단계의 움직임에 의해 촉진되어 Al2O3로 에피택시 성장하여 증착되었다.
이러한 현상은 액체의 결정 유도 정렬이 고온 습윤에서 뿐만 아니라 액상 에피택시 성장에 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 가리키고 있다.
   (ACB)