KR20200070821A - 액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 제1 액체금속 전극; 상기 제1 액체금속 전극과 마주보는 방향으로 소정 거리 이격되어 형성된 제2 액체금속 전극; 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극 사이에 형성된 전해질; 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제1 산화막; 및 상기 제2 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제2 산화막;을 포함하고, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)인 것인, 액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법 {LIQUID METAL-BASED CAPACITORS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현재 활발히 연구되고 있는 대표적인 에너지 저장장치에는 배터리와 슈퍼 커패시터가 있다. 슈퍼 커패시터는 높은 출력, 빠른 충방전 속도, 충방전 사이클 장기안정성 등이 장점이다. 최근, 탄소 나노튜브, 그래핀 등의 탄소 기반 소재가 커패시터 전극물질로서 높은 성능 및 안정성을 보여 활발히 활용되고 있다. 하지만, 탄소 소재는 신축성이 거의 없기 때문에 신축 전자소자의 전극 물질로 사용하기에는 제약이 따른다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 다른 물질과 혼합 하거나 구조적인 변화를 주는 등의 추가적인 프로세스를 거치기도 한다.
낮은 용융 온도를 가지는 액체금속은 실온 근처에서 유동적 거동을 보이는 액체로 존재한다. 액체금속은 높은 표면 장력 그리고 낮은 점도와 같은 유체의 고유한 성질 외에도, 높은 열 및 온도 전도도를 가져 온도 감지 및 제어 장치, 열 인터페이스 재료, 및 핵융합로 냉각 등의 전통적인 산업 분야에 널리 사용되기 적합하다.
잘 알려진 액체금속으로는 수은(Hg)이나 원자로 냉각충전재로 주로 사용되는 공융(eutectic)상태의 나크(NaK) 등이 있다. 다만, 액체금속의 독특한 성질에도 불구하고, 높은 독성 또는 반응성은 액체금속의 사용을 제한하고 있다. 특히, 나크는 대기와 접촉하면 화재를 일으킬 수 있어 완전히 밀폐된 용기 안에서만 사용이 가능하다. 최근에는, 덜 유해하고 보다 안정적인 공융갈륨인듐(EGaIn) 및 공융갈륨인듐주석(EGaInSn)과 같은 갈륨에 기반을 둔 공융 합금이 고려되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 액체금속을 사용하여 구현된 유연하고 신축성 있는 커패시터 구조의 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
또한, 액체금속을 사용하여 구현된 유연하고 신축성 있는 전자소자를 제공하는 것이다
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터는, 제1 액체금속 전극; 상기 제1 액체금속 전극과 마주보는 방향으로 소정 거리 이격되어 형성된 제2 액체금속 전극; 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극 사이에 형성된 전해질; 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제1 산화막; 및 상기 제2 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제2 산화막;을 포함하고, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)인 것이다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 15.5 ℃ 이하의 융점을 가지는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 갈륨 산화막인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 각각, 1 nm 내지 90 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 또는 상기 제2 산화막은, 손상되거나 제거될 경우, 자기복구(self-repair)되어 재형성되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 전해질은, 황산나트륨 수용액 질산나트륨 수용액 및 질산칼륨 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터의 제조방법은, 액체금속을 이용하여 서로 이격된 한 쌍의 액체금속 전극을 제조하는 단계; 및 상기 한 쌍의 액체금속 사이에 전해질을 형성하는 단계;를 포함하고, 절연막 또는 산화막 형성 단계-프리인 것이다.
일 측면에 따르면, 상기 액체금속은, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연성 및 신축성 전자소자는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터를 포함한다.
본 발명에 따르면, 액체금속을 통해 유연하고 신축성 있는 액체금속 기반 커패시터를 구현할 수 있다.
또한, 별도의 절연막 또는 산화막 형성과정 없이 높은 커패시턴스를 가지는 액체금속 기반 커패시터를 구현할 수 있다.
또한, 액체금속 전극을 기반으로 한 신축 웨어러블 에너지 소자 및 전자 소자를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구현된 액체금속 기반 커패시터의 충전 및 방전 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구현된 액체금속 기반 커패시터의 커패시턴스 값을 측정한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 액체금속 기반 커패시터 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터를 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터는, 제1 액체금속 전극(110); 상기 제1 액체금속 전극과 마주보는 방향으로 소정 거리 이격되어 형성된 제2 액체금속 전극(120); 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극 사이에 형성된 전해질(300); 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제1 산화막(210); 및 상기 제2 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제2 산화막(220);을 포함하고, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)인 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터의 기본적인 구성은 도 1과 같이 액체금속/산화막/전해질/산화막/액체금속으로 이루어진다. 계면의 배열이 중요한 요소이다. 일 측면에 따르면, 상기 액체금속 기반 커패시터의 형태는 평면형, 섬유형 등 다양한 구조를 가지는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 액체금속을 통해 유연하고 신축성 있는 액체금속 기반 커패시터를 구현할 수 있다. 최근 접을 수 있고(foldable), 착용할 수 있는(wearable) 유연한 전자 및 에너지 소자에 대한 요구가 커짐에 따라, 관련 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 발명에서는 상온에서 액체 상태로 존재하면서 높은 전기전도성을 가지는 액체 금속을 전극으로 이용함으로써, 기존 금속 전극의 기계적 성질에 의해 제한되었던 전자 및 에너지 소자의 유연성 및 신축성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터의 거동은 일반적인 전기이중층 커패시터와 유사하다. 전압을 가해주면 반대전하의 전해질 이온들이 산화막 표면에 쌓이며 충전상태가 되며, 전압이 제거되거나 반대 극의 전압이 가해지게 되면 묶여 있던 이온들이 풀리게 되면서 전류를 방출하게 된다.
이러한 거동으로 인해 일반적인 전기이중층 커패시터는 산화막 또는 절연막 형성과정이 필수적으로 수반되어야 한다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터에 포함되는 산화막은, 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)으로서, 별도의 형성과정 없이 자발적으로 형성된다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 또는 상기 제2 산화막은, 손상되거나 제거될 경우, 자기복구(self-repair)되어 재형성되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 산화막의 형성과정은 자발적 반응이므로, 커패시터 거동 중 산화막이 손상되거나 제거될 경우 자기복구(self-repair)되어 산화막이 복구되는 특성을 가진다. 따라서, 안정성 및 수명 특성이 뛰어난 커패시터를 구현할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 갈륨-인듐 공융 합금 (eutectic Ga-In alloy) 또는 갈륨-인듐-주석 합금 (Galinstan)인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 15.5 ℃ 이하의 융점을 가지는 것일 수 있다. 갈륨계 액체금속은 인듐, 주석 및 아연과의 합금을 형성함으로써, 15.5 ℃ 이하의 융점을 구현할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 갈륨 산화막인 것일 수 있다. 갈륨계 액체금속은 자발적인 반응으로 표면에 산화막을 형성한다. 이 산화막은 절연체로서, 액체금속의 표면장력을 낮추어주어 성형을 용이하게 할 뿐만 아니라, 불필요한 전기화학반응을 억제하여 안정적인 전기이중층 커패시터 거동을 가능하게 해줄 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 각각, 수 nm 내지 수십 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다. 바람직하게는 1 nm 내지 90 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다. 산화막의 두께는 액체금속에 전압을 가하거나 전해질의 pH 변화를 통해 제어할 수 있으며, 상기 두께 범위를 벗어날 경우 액체금속이 변형되거나 커패시턴스 성능이 크게 저하하는 문제점이 발생할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 전해질은, 황산나트륨 수용액 질산나트륨 수용액 및 질산칼륨 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 이온성 액체 등 다른 형태의 전해질도 다양하게 적용할 수 있다. 상기 전해질은 고체나 젤 상(phase)을 포함하는 것이 바람직하나, 적절한 패키징을 적용할 경우 액체 전해질을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터의 제조방법은, 액체금속을 이용하여 서로 이격된 한 쌍의 액체금속 전극을 제조하는 단계; 및 상기 한 쌍의 액체금속 사이에 전해질을 형성하는 단계;를 포함하고, 절연막 또는 산화막 형성 단계-프리인 것이다.
상술한 것과 같이 일반적인 전기이중층 커패시터는 산화막 또는 절연막 형성과정이 필수적으로 수반되어야 한다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터에 포함되는 산화막은, 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)으로서, 별도의 형성과정 없이 자발적으로 형성된다. 즉, 단순한 공정으로 대면적 평면 및 섬유형 액체금속 전극 제작 과정을 확립하여 실질적인 커패시터 소자 개발에 기여할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 액체금속은, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연성 및 신축성 전자소자는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체금속 기반 커패시터를 포함한다. 본 발명에서는 상온에서 액체 상태로 존재하면서 높은 전기전도성을 가지는 액체 금속을 전극으로 이용함으로써, 유연성 및 신축성 전자소자를 구현할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
윗면이 없는 직육면체 형태의 틀을 준비하고, 바닥에 얇은 튜브를 연결하여 그 튜브로 갈륨-인듐 공융합금 액체금속을 주입하여 두 개의 대칭 액체금속 전극을 형성하였다.
이어서, 틀의 공간을 염을 포함하는 전해질로 채워서 셋업을 완성하였다.
중성 전해질 환경에서 액체금속의 표면에 자연산화막(native oxide)이 형성되었다.
결과적으로 액체금속/자연산화막/전해질/자연산화막/액체금속 계면을 가지고 있는 커패시터 회로를 구성하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구현된 액체금속 기반 커패시터의 충전 및 방전 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구현된 액체금속 기반 커패시터에 전압을 가해주면 반대전하의 전해질 이온들이 갈륨-인듐 공융합금 전극 표면에 형성된 산화막에 쌓이며 충전상태가 되며, 전압이 제거되거나 반대 극의 전압이 가해지게 되면 묶여 있던 이온들이 풀리게 되면서 전류를 방출하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구현된 액체금속 기반 커패시터의 커패시턴스 값을 측정한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide) 만으로도 일반적인 전기이중층 커패시터와 유사한 거동을 보이는 것을 알 수 있으며, 결과적으로 수 mF/cm2 수준의 의미 있는 커패시턴스 값을 얻을 수 있었다.
더불어, 갈륨 액체금속의 산화막 형성과정은 자발적 반응이므로, 구부리거나 접는 등의 외부 충격에 의해 산화막이 손상되거나 제거될 경우 산화막이 스스로 생기는 자기복구(self-repair) 특성을 가지는 것을 알 수 있다. 즉, 안정성 및 수명 특성이 뛰어난 커패시터를 구현할 수 있으며, 이를 적용한 유연성 및 신축성 전자소자를 구현할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 제1 액체금속 전극
120: 제2 액체금속 전극
210: 제1 산화막
220: 제2 산화막
300: 전해질

Claims (10)

  1. 제1 액체금속 전극;
    상기 제1 액체금속 전극과 마주보는 방향으로 소정 거리 이격되어 형성된 제2 액체금속 전극;
    상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극 사이에 형성된 전해질;
    상기 제1 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제1 산화막; 및
    상기 제2 액체금속 전극 및 상기 전해질 사이에 형성된 제2 산화막;을 포함하고,
    상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은 상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극으로부터 형성된 자연산화막(native oxide)인 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 액체금속 전극 및 상기 제2 액체금속 전극은, 각각, 15.5 ℃ 이하의 융점을 가지는 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 갈륨 산화막인 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화막 및 상기 제2 산화막은, 각각, 1 nm 내지 90 ㎛의 두께를 가지는 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화막 또는 상기 제2 산화막은, 손상되거나 제거될 경우, 자기복구(self-repair)되어 재형성되는 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전해질은, 황산나트륨 수용액 질산나트륨 수용액 및 질산칼륨 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
    액체금속 기반 커패시터.
  8. 액체금속을 이용하여 서로 이격된 한 쌍의 액체금속 전극을 제조하는 단계; 및
    상기 한 쌍의 액체금속 사이에 전해질을 형성하는 단계;를 포함하고,
    절연막 또는 산화막 형성 단계-프리인 것인,
    액체금속 기반 커패시터의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액체금속은, 갈륨 액체금속; 또는 인듐, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 및 갈륨을 포함하는 갈륨계 합금;을 포함하는 것인,
    액체금속 기반 커패시터의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 액체금속 기반 커패시터를 포함하는,
    유연성 및 신축성 전자소자.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119553274A (zh) * 2024-12-04 2025-03-04 昆明理工大学 一种原位生成电热丝镓基高温抗氧化复合涂层的方法
KR20250074250A (ko) * 2023-11-20 2025-05-27 한국항공대학교산학협력단 접촉 저항 변화를 이용한 소자, 이를 포함하는 전자 장치, 및 이의 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015088723A (ja) * 2013-09-26 2015-05-07 国立大学法人 千葉大学 キャパシタ及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015088723A (ja) * 2013-09-26 2015-05-07 国立大学法人 千葉大学 キャパシタ及びその製造方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. L. Mellor et al., ‘Note: Electrode polarization of Galinstan electrodes for liquid impedance spectroscopy’, Rev. Sci. Instrum. 82, 046110 (2011)(2011.04.27.) 1부.* *
E. Palleau et al., ‘Self-Healing Stretchable Wires for Reconfigurable Circuit Wiring and 3D Microfluidics’, Advanced Materials, 25(2013) 1589-1592 (2013.01.18.) 1부.* *
J. K im et al., ‘Liquid Metal Batteries: Past, Present, and Future,’ Chem. Rev. 2013, 113, 2075-2099 (2012.11.27.) 1부.* *
Joo-Hee So and Sang-Jun Lee, "A Study on the Electrochemical Characteristics of EGaIn Liquid Metal Electrodes for Supercapacitor Applications" Korean Society for Hydrogen and New Energy, 27(2016) 176-181 (2016.04.30.) Part 1 *
W. Jia et al., ‘Extremely Accessible Potassium Nitrate (KNO3) as the Highly Efficient Electrolyte Additive in Lithium Battery’ACS Appl. Mater. Interfaces 2016,8,24, 15399-15405 (2016.05.30.) 1부.* *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250074250A (ko) * 2023-11-20 2025-05-27 한국항공대학교산학협력단 접촉 저항 변화를 이용한 소자, 이를 포함하는 전자 장치, 및 이의 제조 방법
CN119553274A (zh) * 2024-12-04 2025-03-04 昆明理工大学 一种原位生成电热丝镓基高温抗氧化复合涂层的方法

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