▲ 유기 단결정 트랜지스터 개념도.

휘면서도 투명한 차세대 디스플레이와 광메모리를 만드는데 적용하는 고성능의 트랜지스터 소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

교육과학기술부는 고려대 최동훈 교수, 이석중 교수, 이광렬 교수 등 연구팀이 지금까지 전기·전자 소재로 많이 연구되지 못했던 포피린 환상유도체를 합성해, 매우 우수한 반도체 특성을 나타내면서도 빛에 민감하게 반응하는 나노구조체를 제작하는데 성공했다고 지난 17일 밝혔다.

연구팀은 나노구조체를 이용해 전력소모를 감소시킨 고성능단결정 트랜지스터를 개발했다. 특히 빛을 쪼이면 매우 높은 광전류가 발생하는 원리를 이용해 기존의 단결정 실리콘 계열보다 월등한 특성을 지닌 광메모리 소자를 구현했다. 이는 종전에 단순 전자 소자만으로 인식되던 유기반도체 물질을 전자 및 광전자 소자응용까지 구현한 획기적인 연구결과다.

이 트랜지스터는 기존의 실리콘으로 만든 트랜지스터에 비해 크기가 작고 가벼우며 제작방법도 간단해 차세대 플렉서블 디스플레이, 투명 디스플레이, 접는 디스플레이와 같은 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

최동훈 교수는 “이번에 개발한 유기 단결정 트랜지스터에서는 기존의 무정형 실리콘 트랜지스터보다 전하이동도가 5-6배 이상 향상된 성능을 보였고, 무기물 실리콘 기반의 광감응 트랜지스터보다 광 민감도가 70배 이상 증가했다”며 “이 연구결과가 향후 유기반도체를 이용한 차세대 전자 및 광전자소자 응용분야의 발전에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 대학중점연구소지원사업의 지원으로 수행됐고, 재료과학분야의 권위있는 학술지인 ‘Advanced Materials’지 최신호(10월3일자)에 게재됐다.