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| 이화여대 김봉수 교수팀, 동국대와 공동으로 고성능 유기반도체 개발 |
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| 웨어러블 전자소자의 산업화 앞당길 것으로 기대 |
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아이애드피알 
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| ▲ Fluorinated benzothiadiazole 기반의 신규 유기반도체 물질과 이를 이용하여 제작된 고성능 트랜지스터의 인가 전압에 따른 출력 전류값 그래프. (사진제공=이화여대) © 아이애드피알 | | 이화여자대학교 김봉수(과학교육과) 교수팀이 동국대학교 노용영 교수팀과 공동으로 지금까지 없었던 세계 최고 성능의 유기반도체 소재 개발에 성공했다. 기존 실리콘 반도체에 비해 가격이 저렴한 장점에도 불구하고 전하 이동도가 낮아 상용화가 어렵던 차세대 유기전자소재 분야의 새로운 혁신을 이룬 것으로 평가된다.
이번 연구는 미래창조과학부가 추진하고 있는 ‘나노소재원천기술개발사업’과 미래창조과학부의 ‘특화전문대학원 연계 학연협력지원사업’의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 재료 분야 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 머티리얼(Advanced Materials)’의 지난 4월 10일자 온라인 판에 실렸다.
공동 연구 결과의 핵심은 분자구조를 최적화한 새로운 유기반도체 고분자를 개발하고 높은 유전상수를 갖는 절연체를 도입해 소재의 전하 이동도를 향상시킨 것이다. 최근 들어 ‘웨어러블 전자소자(wearable electronics)’ 즉 신체 착용이 가능한 유연한 전자소자가 각광받으며 차세대 소재로 불리는 유기반도체 개발에 관심이 쏠리고 있지만, 유기반도체는 기존에 많이 쓰는 무기반도체에 비해 유연성이 뛰어나지만 전하이동도가 낮아 제품 상용화가 어려운 단점이 있었다.
김봉수 교수와 노용영 교수 공동 연구팀은 다이싸이에노실론(dithienosilole)과 다이플루오로벤젠싸이에다이졸(difluorobenzothiadiazolea)을 작용 그룹(moiety)으로 사용, 매우 평평한 화학구조를 갖는 고(高)유연성 반도체 소재를 개발했다.
또한 높은 유전율을 갖는 PVDF-TrFE-CTFE 고분자 절연체를 소자에 적용함으로써 전형적으로 사용되는 절연체 적용 시 2cm2/(V·s)의 이동도를 보여준 유기트랜지스터의 전하 이동도를 9cm2/(V·s) 이상으로 대폭 개선시켜 단점을 보완했다.
이러한 고성능 유기반도체 소재는 향후 유연전자소자, 디스플레이, 웨어러블 전자소자의 핵심 소재로서 의료, 전자, 광고 등 다양한 분야에 적용, 고부가가치를 창출할 것으로 기대되고 있어 원천소재 기술을 확보한 이번 연구는 큰 의의가 있다.
김봉수 교수와 노용영 교수는 “이번에 개발한 유기반도체 소재와 소자기술을 활용하면 기존의 유연 유기 전자회로의 성능을 아주 간단하게 3배 이상 개선할 수 있다”며 “특히 유기반도체 소재를 활용한 전자소자 제작 공정에서도 기존 공정에 비해 비용을 절감하는 효과가 기대된다”고 말했다.
/ 아이애드피알 인터넷부 엄재성 A.E. news@iadpr.net
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| 기사입력: 2015/04/21 [16:21] 최종편집: ⓒ iadpr.net |
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