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제목김윤희 교수팀, 고성능 플라스틱 반도체 개발로 유연 디스플레이 상업화 앞당겨

번호: 2083
이름: 이우기
날짜: 2014-10-22 12:42:38
조회수: 2607
연락처: 055-772-0281

경상대 김윤희 교수팀, 고성능 플라스틱 반도체 개발로 유연 디스플레이 상업화 앞당겨

- 높은 전하이동도, 열안정성이 뛰어난 n-형 고분자 반도체 개발

국립 경상대학교(GNUㆍ총장 권순기)는 미래창조과학부의 글로벌프런티어사업 ‘나노기반소프트일렉트로닉스연구단(단장 조길원)’의 지원을 받는 경상대학교 김윤희 교수팀과 동국대학교 노용영 교수팀이 유연 디스플레이(Flexible display) 구현을 위한 핵심 소재인 ‘높은 전하이동도*와 안정성을 가진 n-형 유기화합물(플라스틱) 반도체 개발’에 성공하였다고 밝혔다.

연구결과는 재료 분야 국제학술지인 『어드밴스드 머티리얼즈』(Advanced Materials) 온라인판 인사이드(Inside) 표지로 9월 23일(화)에 게재되었다.

※논문명: Dramatic Inversion of Charge Polarity in Diketopyrrolopyrrole-Based Organic Field-Effect Transistors via a Simple Nitrile Group Substitution

*전하이동도 : 반도체 속의 하전입자(전자 또는 정공)의 이동 속도로 반도체 성능을 결정하는 주요 특성

이번에 개발한 n-형 플라스틱 반도체는 n-형 유기반도체 중 세계 최고의 전자이동도를 나타내어, 향후 유연 디스플레이뿐만 아니라, 유기 태양전지나 스마트 생화학센서 등 유기화합물 반도체가 사용되는 다양한 분야에서 상당한 파급효과를 미칠 것으로 기대된다.

반도체는 전자(음(-) 특성)의 이동에 의한 n-형 반도체와 정공(양(+) 특성)의 이동에 의한 p-형 반도체가 있으며, 지금까지 유기화합물 반도체 분야에서는 p-형이 n-형보다 더 많이 진행되어 왔다. 이는 정공의 이동도가 전자의 이동도에 비해 빠르고 안정성도 높아서 p-형 유기화합물 반도체의 성능이 n-형보다 높았기 때문이다.

그러나 반도체가 다이오드나 트랜지스터 등의 기본 전자소자로 동작하기 위해서는 두 반도체의 조합(p-n 접합)이 반드시 필요하다. 이에 따라 유기화합물 반도체 분야에서는 p-형 반도체 성능에 맞는 n-형 유기화합물 반도체 개발이 필수적으로 요구되어 왔다.

이번에 개발한 n-형 유기화합물 반도체는 세계 최고의 성능으로서 p-형의 정공이동도만큼 높은 전자이동도를 가지면서도 안정하다는 점에서 대단히 큰 의의를 가지고 있다.

연구진은 최근 유기박막 트랜지스터나 태양전지 등 많이 사용되고 있는 재료 중 하나인 디케토피롤로피롤(DPP)에 니트릴(nitrile) 치환체를 추가하여 n-형 특성을 높인 플라스틱 물질을 개발하고, 이를 이용해 7.0 cm2V-1s-1의 매우 높은 전하이동도와 안정성을 가진 n-형 유기 화합물 반도체를 개발하였다.

연구팀은 “이번 높은 n-형 전하이동도를 가지는 플라스틱 개발로 인해, p-형 플라스틱 반도체와 더불어 향후 디스플레이는 물론 태양전지, 센서, 라디오파 인식장치(RFID), 생물인식기기 등 다양한 분야에서 상업화에 더욱 박차를 가할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▯사진 설명: 김윤희 교수

▯내용 문의: 김윤희 교수 055-772-1491

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