GIST(광주과학기술원·총장 문슬현)는 정건영 신소재공학부 교수 연구팀이 곡률반경 1.5㎜ 이하로 1000번 이상 휘어져도 작동하는 무기물 기반 트랜지스터를 개발했다고 29일 밝혔다.

곡률은 휘어진 정도를 말하며, 곡률반경은 그 휘어진 곡선을 이루는 원의 반지름을 의미한다. 기존의 유연 트랜지스터 소재로는 잘 휘어질 수 있는 반도체 고분자(semiconducting polymer)가 많이 이용되지만, 전자이동도가 낮아 고성능 전자소자에 이용하기 어렵다. 

연구팀은 새로운 폴리머 게이트 유전물질 위에 전자 이동도가 높은 'IGZO'금속 산화물로 구성된 유연한 무기물 기반 트랜지스터를 제작하는데 성공했다. IGZO는 인듐(In), 갈륨(Ga), 산화아연(ZnO)으로 구성된 반도체 물질이다.

또한 연구팀은 곡률반경 1.5㎜에서 1000회 이상의 굽힘 실험(bending test) 후에도 소자의 특성 저하가 거의 발생하지 않음을 확인했다. 이는 굽힘 변형률 3.33%에 해당하며, 기존에 보고된 유연 IGZO 트랜지스터의 최대 굽힘 변형률 1.5%를 넘어서는 결과다.

정건영 교수는 "이번에 개발한 IGZO 트랜지스터는 굽히거나 접을 수 있는 차세대 전자기기에 적용할 수 있는 가능성을 제시했다"며 "향후에는 고무줄처럼 잡아당긴 후 본래의 크기로 되돌아가더라도 작동 가능한 신축성 있는 IGZO 트랜지스터를 개발할 계획이다"고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)'에 지난 23일자로 게재됐다.