전자흐름 3배 빠른 반도체소재 개발했다

얇고 휘어지는 디스플레이 등을 만드는데 필요한 새로운 유기 반도체 소재를 국내 연구진이 개발했다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 최동훈 고려대 교수 연구팀이 셀레늄(Se) 등으로 구성된 5각형 고리모양 분자구조인 `셀레노펜(selenophene)'을 섞어 유기 트랜지스터용 고분자 물질을 만드는데 성공했다고 13일 밝혔다.

이 유기 물질은 용액 상태에서 인쇄하듯이 찍어내거나(프린팅) 회전력을 이용해얇게 펴는(스핀코팅) 등의 이른바 `용액공정'이 가능한 소재이다. 따라서 이 원료를 사용하면 얇은 박막 형태이면서 잘 휘어지는 트랜지스터를 만들 수 있다.

더구나 이 신소재로 제작한 유기박막트랜지스터는 기존 무기박막트랜지스터에 비해 전하 이동도, 즉 단위 면적당 전자의 흐름이 2~3배 더 빠른 것으로 확인됐다.

트랜지스터에 유기물을 사용하면, 실리콘과 같은 무기물 트랜지스터에 비해 제조공정이 간단해질 뿐 아니라 보다 쉽게 얇고 유연한 트랜지스터를 만들 수 있다. 다만 지금까지 용액공정을 통해 제작된 유기박막트랜지스터들은 무질서한 분자배열 때문에 무기트랜지스터보다 전자의 흐름이 원활하지 않은 것이 단점이었다. 그러나 이번에 최 교수 연구팀이 특수 제작한 고분자 물질을 사용함으로써 휘어지고 얇으면서 전자 흐름도 좋은 유기트랜지스터의 가능성을 제시한 것이다.

최 교수는 "새로운 유기 고분자 반도체 물질은 차세대 디스플레이 부품 소재는 물론, 센서와 스위치 등에도 사용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

이 연구 성과는 화학분야에서 권위있는 미국 화학학회지 최근호에 실렸다.