매우 약한 빛에도 감응하는 유기 단결정 트랜지스터 개발

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양길영
등록 2011-06-13 15:30:00

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‘어드밴스드 머티리얼스’발표, “전력소모가 매우 적은 광감응 유기 단결정 트랜지스터 개발”매우 약한 빛에도 민감하게 감응하고 반도체 특성도 우수한 ‘유기 단결정 트랜지스터’가 국내연구진에 의해 개발되었다.

이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 이공분야 중점연구소 지원사업의 지원을 받아 고려대 기초과학연구소(최동훈 교수, 이석중 교수, 이광렬 교수)의 주도로 구현되었다.

이 연구결과는 재료과학기술 분야의 권위 있는 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’ 온라인 속보(5월 19일자)에 게재되었다. (논문명 : Highly Photosensitive J-aggregated Single-Crystalline Organic Transistors)

유기물질을 기반으로 하는 트랜지스터는 실리콘 기반의 트랜지스터와 달리 크기가 작고 가벼우며 제작 방법이 간편해 미래 디스플레이와 같은 다양한 분야에 적용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있으나 빛에 대한 감응도가 낮아 단점으로 지적돼 왔다.

고려대 최동훈 교수 연구팀은 기존의 광반응 유기 트랜지스터 소재로 연구돼온 선형구조의 물질과 달리 빛에 민감하게 반응하면서도 반도체 특성이 우수한 네 개의 팔을 가진 별모양의 유기나노물질(Anthracene Derivatives)을 합성하는데 성공했다고 전했다.

이 물질을 이용해 빛에 대한 감응도가 기존의 단결정 실리콘 박막 트랜지스터보다 높고 트랜지스터 작동에 빛과 전기를 동시에 사용함으로써 메모리 성능을 증가시키고 전력소모도 줄인 유기 단결정 트랜지스터를 구현해냈다.

이번 연구를 주도한 최동훈 교수는 “이번에 개발한 유기 단결정 트랜지스터에서는 기존 무기물 실리콘 기반의 광반응 트랜지스터보다 광 민감도가 30배 이상 증가했고, 암전류의 십만 배 이상의 광전류가 발생하는 현상을 발견하였다.

이로써 신(新)유기반도체 물질을 이용하여 차세대 디스플레이 부품 소재로서의 활용이 기대되며, 광트랜지스터를 요구하는 센서와 메모리 등 다양한 응용 범위에 적용할 수 있다”며, “향후 이 연구가 유기반도체를 이용한 차세대 전자 및 광전자소자 응용분야의 발전에 혁신적인 기여를 할 것으로 기대한다.”고 연구의의를 밝혔다.

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