신개념 메모리ㆍ광센서 소재 개발
고려대 연구팀… 빛 감응도 높인 '유기 단결정 트랜지스터'
매우 약한 빛에도 민감하게 감응할 뿐만 아니라, 전기와 빛을 동시에 이용함으로써 새로운 개념의 메모리, 광센서 개발에 활용할 수 있는 `유기 단결정 트랜지스터'가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
고려대 기초과학연구소 최동훈, 이석중, 이광렬 교수(이하 화학과)팀은 기존에 광반응 유기 트랜지스터 소재로 연구돼온 선형구조의 물질과 달리 빛에 민감하게 반응하면서도 반도체 특성이 우수한 유기나노물질을 합성, 이를 이용해 광감응 유기 단결정 트랜지스터를 개발했다고 12일 밝혔다.
유기물질을 이용한 트랜지스터는 기존 실리콘 기반 트랜지스터와 달리 크기가 작고 가벼우며 제작이 간편해 미래 디스플레이 등에 적용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있지만 빛에 대한 감응도가 낮아 단점으로 지적돼 왔다. 연구팀은 벤젠고리 3개가 융합된 형태의 탄소화합물 분자를 설계ㆍ합성하고 저온의 용액 공정에서 소자를 제작하는 데 성공했다.
이렇게 만든 트랜지스터는 전하 이동도가 높아 반도체 특성이 우수하면서도, 빛을 쪼이면 전류 흐름이 10만~100만까지 높아지는 것으로 실험 결과 확인됐다. 이를 이용해 메모리를 만들면 기존 메모리가 `0'과 `1'의 두가지 값으로 데이터를 저장하는 것과 달리 빛의 양을 단계적으로 조절함으로써 한 소자에서 여러 값을 가질 수 있도록 해 메모리 용량을 높일 수 있다.
이번 연구를 주도한 최동훈 교수는 "이 트랜지스터는 전자소자와 광전자소자로 동시에 쓰일 수 있어 기존 트랜지스터의 응용범위를 확장한 새로운 개념의 부품소재로 활용이 기대된다"며 "특히 30㎼(마이크로와트) 정도의 빛만 감응하는 실리콘 단결정 광트랜지스터와 달리 1.4㎼의 약한 빛도 감응해 광센서의 성능을 한 단계 높여줄 것으로 보인다"고 말했다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 이공분야 중점연구소 지원사업의 지원을 받아 이뤄졌으며, 연구결과는 재료과학기술 분야의 권위 있는 학술지인 `어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)' 온라인판 5월19일자에 게재됐다.
고려대 기초과학연구소 최동훈, 이석중, 이광렬 교수(이하 화학과)팀은 기존에 광반응 유기 트랜지스터 소재로 연구돼온 선형구조의 물질과 달리 빛에 민감하게 반응하면서도 반도체 특성이 우수한 유기나노물질을 합성, 이를 이용해 광감응 유기 단결정 트랜지스터를 개발했다고 12일 밝혔다.
유기물질을 이용한 트랜지스터는 기존 실리콘 기반 트랜지스터와 달리 크기가 작고 가벼우며 제작이 간편해 미래 디스플레이 등에 적용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있지만 빛에 대한 감응도가 낮아 단점으로 지적돼 왔다. 연구팀은 벤젠고리 3개가 융합된 형태의 탄소화합물 분자를 설계ㆍ합성하고 저온의 용액 공정에서 소자를 제작하는 데 성공했다.
이렇게 만든 트랜지스터는 전하 이동도가 높아 반도체 특성이 우수하면서도, 빛을 쪼이면 전류 흐름이 10만~100만까지 높아지는 것으로 실험 결과 확인됐다. 이를 이용해 메모리를 만들면 기존 메모리가 `0'과 `1'의 두가지 값으로 데이터를 저장하는 것과 달리 빛의 양을 단계적으로 조절함으로써 한 소자에서 여러 값을 가질 수 있도록 해 메모리 용량을 높일 수 있다.
이번 연구를 주도한 최동훈 교수는 "이 트랜지스터는 전자소자와 광전자소자로 동시에 쓰일 수 있어 기존 트랜지스터의 응용범위를 확장한 새로운 개념의 부품소재로 활용이 기대된다"며 "특히 30㎼(마이크로와트) 정도의 빛만 감응하는 실리콘 단결정 광트랜지스터와 달리 1.4㎼의 약한 빛도 감응해 광센서의 성능을 한 단계 높여줄 것으로 보인다"고 말했다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 이공분야 중점연구소 지원사업의 지원을 받아 이뤄졌으며, 연구결과는 재료과학기술 분야의 권위 있는 학술지인 `어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)' 온라인판 5월19일자에 게재됐다.
안경애 기자 naturean@dt.co.kr
