KAIST 이정찬 석사과정생(왼쪽부터), 스티브 박 교수, 김진오 박사과정생. /사진제공=KAIST
국내 연구진이 유연한 전자 소자 제작에 활용되는 유기반도체 결정 크기를 성장·제어할 수 있는 기술을 개발했다. 이에 따라 유기반도체 결정을 10배 정도 키워 반도체 소자 성능을 향상시킬 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST)은 스티브 박 신소재공학과 교수 연구팀이 유기반도체뿐만 아니라 다른 재료를 이용해서도 균일 박막을 제조할 수 있는 원천 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.
연구팀은 무기 고분자 재료를 이용해 마이크로미터 크기 수준 구조물을 만들고 용액 전단법이라는 공정과 결합했다. 무기 고분자 재료는 유연한 데다 유기용매에 대한 내성이 있다. 기존 실리콘 재료 기반 전단판 제조 공정을 간단한 공정으로 대체할 수 있다.
무기고분자 기반 마이크로 구조물을 이용한 용액 전단 과정에서 사각형 형태 구조물의 크기를 늘려 유기반도체 결정 크기를 키웠다. /제공=KAIST
일렬 형태로 배열된 사각형 모양 마이크로미터 크기 구조물을 이용해 용액이 균일한 굴곡을 가지면서도 기판에 잘 맺히도록 조절했다. 용매 증발 속도를 조절한 것으로, 이를 통해 핵 생성이 일어나는 지점을 정밀하게 통제해 연구에 성공할 수 있었다. 현재 유기반도체 성능은 결정성, 결정 성장 방향, 결정 크기 등의 영향을 받는데 결정 크기를 성장하는 기술은 부족한 상황이다.
이번 연구는 한국산업기술평가관리원 센서산업고도화 전문기술개발사업 등의 지원을 받아 수행했다. 김진오 박사과정생과 이정찬 석사과정생이 공동 1 저자로 참여한 연구 논문은 ‘어드밴스드 머티리얼즈’(Advanced Materials) 7월 16일 자 표지에 실렸다. /고광본선임기자 kbgo@sedaily.com