KAIST 스티브 박 연구팀…반도체 소자 성능 향상도 확인

[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 신소재 공학과 스티브 박 교수 연구팀이 유기 반도체 결정의 크기를 성장시키고, 제어할 수 있는 기술을 개발했다.

이는 무기 고분자 재료를 이용해 마이크로미터 크기 수준의 구조물을 제작한 뒤 용액 전단법이라는 공정과 결합하는 기술이다.

용액 기반의 프린팅 공정에서 유기 반도체 결정의 성장 과정을 미세하게 제어해 정밀하고 균일한 대면적 크기의 유기 반도체 박막 제조의 기반 기술이 될 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 유기 용매에 내성을 갖는 무기 고분자 재료를 이용해 다양한 형태의 전단판을 제작한 후 이를 용액 전단 기술에 결합했다.

무기 고분자 재료는 유연하고 유기 용매에 내성을 갖고 있어 유기 반도체를 이용한 프린팅 공정에 적합하다.

또 기존 실리콘 재료 기반의 전단판 제조 공정을 간단한 소프트 리소그래피 공정으로 대체할 수 있다.

연구팀은 일렬 형태로 배열한 사각형 모양의 마이크로미터 크기 구조물을 이용해 용액이 균일한 굴곡을 가지며 기판에 맺히도록 조절했다.

이를 통해 용매의 증발 속도를 조절해 핵 생성이 일어나는 지점을 정밀하게 통제했다.

여기서 마이크로 구조물의 크기를 변화시키며, 유기 반도체 결정의 크기를 성장시키는 데 성공했고, 그 결과 반도체 소자의 성능이 함께 향상됨을 확인했다.

유기 반도체는 용액을 이용한 프린팅 공정이 가능하다는 점에서 큰 주목을 받는다. 저가와 대면적 제작이 가능하고, 유연한 전자 소자 제작이 가능하기 때문에 다양한 연구가 지속되고 있다.

김진오 박사 과정, 이정찬 석사 과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 어드밴스드 머티리얼즈 7월 16일자 표지 논문에 선정됐다.

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