포스텍 박찬언 교수 유기반도체 개발 성공

신문처럼 말아쓰는 디스플레이, 달력처럼 벽에 붙이는 TV, 입는 컴퓨터 등에 이용되는 유기 전자소자의 필수 기술이 포스텍 연구진에 의해 개발됐다.

포스텍 화학공학과 박찬언(57) 교수, 박사과정 장재영(26) 씨 연구팀이 내열성이 뛰어난 고리형 올레핀 고분자를 절연층으로 이용해 대기중에서도 안정적인 성능을 유지하는 상보적 유기전자 회로를 구현하는 데 성공했다.

이 연구결과는 신소재 분야의 세계적 권위지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 23일자 표지논문을 통해 발표됐다.

연구팀은 지금까지 n형 유기반도체는 실리콘 반도체에 비해 성능이 떨어지고 동작수명도 짧아 유기전자소자의 필수 소자인 상보적 인버터를 안정적으로 구현하는 데 어려움이 있었으나 이번 연구로 유기전자 회로 속 상보적 인버터의 게인을 대기 중에서 최대로 높여 n형 유기반도체의 성능을 120일 이상 안정적으로 유지시키는 데 성공했다.

이번 연구에 사용된 고리형 올레핀 고분자는 기존 올레핀 물질의 장점을 그대로 유지하면서 열에 약한 특성이 개선된 물질이다.

연구팀이 이번에 개발한 유기반도체는 특별한 보호막 처리 없이 120일 이상 성능을 유지할 수 있으며 실제 상용화 단계에서 생산단계 단축, 생산비용 절감 효과가 있을 것으로 기대된다고 설명했다.

박 교수는 "이번 연구는 지금까지 유기전자소자 상용화의 걸림돌로 지적돼 온 n형 유기박막트랜지스터의 성능과 동작수명을 획기적으로 개선할 수 있는 것으로 평가된다"고 말했다.

포항·이상원기자 seagull@msnet.co.kr

-상보적 인버터=p형 반도체로 제작된 트랜지스터와 n형 반도체로 제작된 트랜지스터 두 개를 직렬로 연결한 전자 소자로 입력 전압의 반대 전압을 출력하는 기능을 수행한다. 모든 전자회로를 구성하는데 기본이 되는 핵심 부품이다.

-게인=인버터의 성능을 나타내는 특성들 중 가장 대표적인 수치로, 입력전압 대비 출력전압의 최대값을 나타낸다.

-n형 유기반도체=전기 전도현상을 지배하는 주된 운반체가 정공(hole)이 아니라 전자인 반도체를 의미하며 일반적으로 p형 반도체와 배합해야 인버터나 반도체 다이오드로 만들 수 있다.

-올레핀(olefin)=분자 내 한 개의 탄소 간 이중 결합을 갖는 불포화 탄화수소 화합물을 통틀어 말하는 것으로 에틸렌, 프로필렌이 이에 속한다.