국내연구진, 수득율 12배 증가된 분자메모리 소자 개발

[아시아경제 노미란 기자]국내 연구진이 전도성이 높은 환원 산화그래핀을 이용해 휘어지면서도 전압의 변화에 따라 스위칭 기능을 지닌 비휘발성 유기분자 전자소자를 개발했다. 용액을 분무하는 비교적 간단한 액상공정으로 제조해 향후 유기 전자소자의 제조효율을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.

이 교수 연구팀은 환원 산화그래핀 용액을 분무하는 방식으로 상하부 전극을 환원 산화그래핀으로 만든 분자메모리 소자를 개발했다.

기존 증착방식을 이용한 금속전극의 경우 수득률이 약 5%에 불과한 것에 비해 환원 산화그래핀을 이용해 용액공정에서 진행하는 경우 수득률을 60%까지 올릴 수 있다고 연구팀은 설명했다.

유기용매에 분산이 잘 되는 환원 산화그래핀은 분산된 용액을 분무하는 방식으로 원하는 크기와 두께의 박막을 비교적 쉽게 만들 수 있다. 상부전극과 분자층간 접촉면의 전도성도 높아져 상부전극 물질의 분자층 침투로 인한 전기적 문제도 해결된다.

한편, 연구팀은 빛 뿐만아니라 전압에도 반응해 분자구조가 변하는 유기화합물을 이용하여 빛에 의해서만 분자구조가 변화는 화합물을 사용한 경우보다 스위칭 기능도 10배 이상 높였다. 이때 환원 산화그래핀이 분자막의 휘어짐을 붙잡아줘 반복적 스위칭에도 물리적 안정성을 유지한다고 밝혔다.

이 교수는 “액상공정으로 제작 가능한 환원 산화그래핀과 화학적 결합이 가능한 유기분자 소자는 기존 실리콘과 금속전극 소자공정에 비해 공정이 쉽고 수율이 높아 휘어지는 태양전지나 터치스크린 등 유기반도체 소자시장 개척에 기여할 것”이라고 말했다.

성균관대학교 화학과 이효영 교수, 서소현 연구교수(공동 교신저자)와 민미숙 박사과정 연구원(제1저자)이 공동으로 수행한 이번 연구결과는 어드밴스드 머티리얼즈지(Advanced Materials) 17일자 온라인판에 게재됐다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr