고성능 유기 트랜지스터 소재 개발

최동훈 고려대 교수

아주경제 권석림 기자= 자유자재로 휘면서도 투명한 차세대 디스플레이와 광메모리 구현을 위해 매우 우수한 반도체 특성을 나타내는 유기트랜지스터 소재가 개발됐다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 최동훈 고려대 교수팀이 포피린을 합성해 매우 우수한 반도체 특성을 나타내면서도 빛에 민감하게 반응하는 나노구조체를 제작하는데 성공했다고 16일 밝혔다.

포피린은 탄소로 연결된 거대고리 화합물로 지금까지 전기·전자 소재로 많이 연구되지 않았다.

연구팀은 이 포피린을 활용해 유기트랜지스터에 적용해 분자의 배열을 제어해 반도체의 특성을 극대화시켰다.

이 나노구조체를 이용해 구동하면 전력소모가 줄어든 고성능 유기 단결정 트랜지스터가 만들어진다.

이렇게 만들어진 유기 트랜지스터는 기존의 무정형 실리콘 트랜지스터보다 전하이동도가 5~6배 이상 향상됐고, 광민감도도 70배 이상 증가했다.

또 암전류의 400만배 이상의 전류가 증폭돼 발생했다.

이는 종전에 단순 전자 소자만으로 인식되던 유기반도체 물질을 전자 및 광전자 소자응용까지 구현한 획기적인 연구결과다.

그동안 유기물질 트랜지스터는 실리콘으로 만든 트랜지스터보다 크기가 작고 가벼우며 제작방법도 간단해 유연한 디스플레이, 투명한 디스플레이, 접는 디스플레이 등에 적용될 것으로 주목받았다.

하지만 무기반도체에 비해 성능과 광민감도가 떨어지는 단점이 있어 활용되지 못했다.

최 교수는 “앞으로 유기반도체를 이용한 차세대 전자와 광전자소자 응용분야의 발전에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.