유기박막 트랜지스터는 기존의 실리콘으로 만든 트랜지스터(무기박막 트랜지스터)와 다르게 충격에 강하고 종이처럼 얇고 자유자재로 구부릴 수 있는 장점이 있다. 기존 진공공정보다 경제적인 용액공정으로 만들 수 있어 현재 LCD와 PDP를 이을 미래 디스플레이(Flexible Display)와 같이 다양한 곳에 활용될 차세대 트랜지스터이다.
양극성 반도체는 전자와 정공을 모두 구동전하로 활용하고 단극성 반도체에 비해 간편해 하나의 패턴 공정으로 전자회로를 제조할 수 있다. 양극성 고분자 반도체에서는 전자와 정공의 이동도가 불균형해 반도체와 전극 층을 만들기 위해 반드시 추가 공정이 필요했다.
오준학, 양창덕 교수 연구팀은 간단한 열처리로 고분자 재료의 보호기(protecting group)인 t-BOC(tert-butoxycarbonyl) 작용기를 제거한 후 고분자 사슬간의 수소결합을 유도, 전자와 정공의 이동도를 제어하는 기술을 개발했다.
간단한 열처리로 양극성 고분자 반도체에서 주된 전하 운반체의 극성(主極性: 주극성)을 조절할 수 있게 됐고 양극성 고분자의 전하 이동도 불균형을 해소할 수 있다.
오준학 교수는 "이번 연구는 하나의 고분자 반도체를 이용하여 p형과 n형 반도체 특성을 모두 구현할 수 있는 간단한 방안을 제시했다는 점"이라며 "현재 고성능 양극성 고분자를 개발 중에 있으며 앞으로 더욱 저렴하면서도 가볍고 유연한 전자기기 제조를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.
특히 이번 연구결과로 유기전자회로를 이용하는 휴대폰, 컴퓨터와 같은 정보통신기기와 1인 가구의 증가로 인한 전자제품 소형화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 이번 연구는 울산과기대(UNIST) 오준학 교수(37세), 양창덕 교수(39세)가 주도했고 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’지 최신호(10월 10일자) 표지논문으로 게재됐다.
정종오 기자 ikokid@
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