연구결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 '미국 화학회지 'Journal of the American Chemical Society/IF 9.0' 133호에 게재됐다. 유기물질을 기반으로 하는 유기박막 트랜지스터는 기존의 실리콘 기반의 무기박막 트랜지스터와 달리 충격에 강하고 종이처럼 얇고 유연하게 만들 수 있는 강점을 갖고 있다.

또 진공 공정보다 저렴한 용액공정으로 구현이 가능해 미래 유연 디스플레이(Flexible display)와 같은 다양한 분야에 적용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있다.

이러한 유기박막 트랜지스터 제작에 필요한 용액공정용 유기반도체는 박막형 성능이 매우 우수하고 진공공정보다 비용이 저렴하나 분자배열이 무질서해 전자의 흐름·이송이 불량, 무기반도체에 비해 전하 이동도가 매우 낮은 것이 단점으로 지적돼 왔다.

최동훈 교수팀은 기존의 유기 박막 트랜지스터 소재로 그 동안 많은 연구가 되어온 티오펜(thiophene)함유 반도체고분자 물질과 달리, 유기 박막 트랜지스터에 셀레노펜(selenophene)을 함유하며 고분자를 효과적으로 합성하는데 성공했다.

결과적으로 이 고분자 물질을 이용해 상온에서 손쉽게 유기박막 트랜지스터를 제조할 수 있는 한편, 기존의 무기박막 트랜지스터의 전하이동도(~0.5 cm²V^-1s^-1)보다 2~3배 빠른 이동도를 구현해 세계적으로 주목받을 수 있는 기능성 반도체 소재로 평가받고 있다.

연구를 주도한 최 교수는 "이번에 개발한 신(新)유기 고분자 반도체 물질을 이용하여 차세대 디스플레이 부품 소재로의 활용이 기대되고, 트랜지스터를 요구하는 센서와 스위치 등 다양한 응용 범위에 적용할 수 있다"며 "향후 이 연구가 유기반도체를 이용한 차세대 휘어지는 전자소자(soft electronics) 응용분야의 발전에 혁신적 기여를 할 것으로 기대한다"고 연구 의의를 밝혔다.
 

▲신규고분자 구조와 고분자 박박 표면의 원자현미경 사진(왼쪽)과 박막트랜지스터의 전기적 특성 그래프. ⓒ2011 HelloDD.com