- 고분자를 이용한 트랜지스터의 특징은
“반도체 소자로 쓰이는 실리콘과 달리 용액 공정이 가능한 고분자 용액을 제조해 그 안에 트랜지스터를 만들었다. 자발적으로 겹치는 특성을 띤 분자들(DPP)을 일차원적 나노 공간에 모아 배열의 규칙성을 띠게 한 것이 연구의 핵심이다. 또한 규칙적인 사슬 구조로 분자 간의 거리가 최소화 돼 이전의 실리콘 트랜지스터보다 전하이동도가 10배가량 높아졌다.”
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“무기 공정은 진공 하에 이뤄져 스케일이 큰 디스플레이를 구현하기 위해서는 동일한 크기의 진공챔버(Vacuum Chamber)가 필요한 반면 유기소재는 용액 공정이 가능해 진공챔버 없이 대면적 트랜지스터의 제조가 용이하다. 또한 무기물질은 소재가 딱딱하지만 유기물질 소재는 유연해 휘어지는 디스플레이나 접을 수 있는 휴대기기를 구현이 가능하다.”
- 연구 과정에서의 어려움은 없었나
“참고할 만한 예시가 적어 연구를 확인하는 데 시간이 많이 필요했다. 눈에 보이지 않는 나노는 정확히 집어 실험하기 어려웠다. 소재의 재현성, 신뢰성을 위해 반복적으로 수없이 실험하고 현미경으로 확인하는 과정에서 학생들과 연구원들이 많이 고생했다. 또한 유기 구조체는 연약해서 일반 전자현미경의 전자빔을 쏘면 쉽게 훼손되는데, 특수 장비가 없어 난관을 겪었다. 다행히 전자 현미경의 국내의 대가인 백현석 한국기초과학지원연구원 박사의 기술로 문제를 해결할 수 있었다.”
- 이번 개발이 나노 분야에 어떤 의의를 갖는가
“나노선 유기 트랜지스터는 나노 논리회로, 나노 태양전지 등 각종 나노기기 소자에 적용할 수 있어 다양한 응용분야로 이어질 것이다. 이를 위해선 나노구조체를 분석하는 기초 단계에서 그치지 않고 나노구조체를 이용해 거대소자를 만들어, 나노소재를 개발하는 많은 연구가 계속돼야 한다.”