광주과기원, 차세대 유기물 반도체 제조기술 개발

　유기물 반도체 제조과정에서 발생하는 구조적인 결함을 크게 줄여 제품 성능 저하를 해결할 수 있는 원천기술이 개발됐다.

　광주과학기술원(GIST·원장직무대행 문승현) 신소재공학과 박지웅 교수와 정상미씨(박사과정)는 고슴도치 모양의 새로운 분자 단층막을 제조해 유기 반도체 결정성장의 메커니즘을 제어할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

　이같은 연구결과는 화학분야 최고 권위를 자랑하는 미국화학회지 인터넷판 최근호(2월 21일자)에 실렸다.

　일반적으로 유기물 반도체는 복잡한 구조를 갖는 분자 결정성 박막을 제조하는 과정에서 다수의 작은 결정이 생성되면서 구조적 결함이 생겨 유기소자의 성능이 크게 떨어지는 문제점을 안고 있다. 그러나 박 교수팀은 나프탈렌 분자 2개가 비틀린 구조로 붙어 있는 바이나프탈렌이라는 화합물로 고슴도치 등과 유사한 모양의 새로운 분자 단층막을 제조하고 그 위에 유기분자 반도체 물질인 펜타센를 진공 증착하는 방식으로 유기물 반도체 제조과정의 결함을 해결할 방법을 제시했다.

　박 교수팀은 이 실험을 통해 바이나프탈렌 단층막 위에서는 결정핵 생성 밀도가 현저히 낮은 반면, 일단 형성된 결정은 빠르고 크게 성장할 수 있다는 사실을 확인했다. 이렇게 결정이 성장하면 그동안 유기물 반도체 제조과정의 문제점으로 지적돼 온 구조적 결함 발생을 크게 줄여 고성능의 유기소자를 제작할 수 있게 된다.

　박지웅 교수는 “이번 연구 성과를 이용해 유기 트랜지스터의 성능을 향상시키기 위한 연구를 진행하고 있다”며 “단층막을 미세패턴화함으로써 유기소자를 집적화하는 기술 개발에도 적용할 계획”이라고 말했다.

　광주=김한식기자@전자신문, hskim@