국내 연구진이 미래형 전자소자의 핵심 소재인 플라스틱 반도체의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고성능 양극성 고분자를 개발했다.

2일 울산대에 따르면 이 대학 조신욱 물리학과 교수<왼쪽 사진>와 양창덕 울산과기대(UNIST) 친환경에너지공학부 교수<오른쪽 사진> 연구팀은 새로운 타입의 반도체 고분자를 개발했다. 이 고분자는 전자기기 구동회로 핵심소자인 전계 효과 트랜지스터(FET)의 성능을 극대화할 수 있다.

이 연구는 반도체 소재 분야의 탁월한 성과물로 인정받아 신소재공학 분야 저명 학술지 <어드밴스드 펑셔널 머티어리얼스(Advanced Functional Materials)> 5월호에 표지논문으로 게재됐다.

FET의 성능은 구동 전하의 수송능력에 따라 좌우된다. 기존의 반도체 고분자는 반대 성향을 지닌 구동 전하 중 한쪽만 잘 전달되는 ‘단극성’을 띠고 있었다. 양극성 소자를 구현하려면 양쪽 전하의 복합재료 또는 각각의 적층구조를 만들어야 하는 등 제작 과정이 까다로웠다.

울산대와 UNIST 공동연구팀은 이런 문제점을 극복하기 위해 단일층 소자 구조로 고성능 양극성 FET 소자를 만들 수 있는 데 주력했다. 연구팀은 반도체 고분자의 전자 수송능력을 높여 합성한 뒤 FET 소자에 적용시켰다.

그 결과 합성된 물질은 처음으로 반대 성향의 전자를 비슷하게 수송할 수 있는 능력을 나타냈다. 이 고분자는 양극성 수송능력이 뛰어나 전자회로 성능 향상 뿐 아니라 공정 단순화로 제작비용을 절감할 수 있다. 가볍고 작은 전자기기를 만드는 획기적 기술이라는 학계의 평가를 받고 있다.

조 교수는 “유비쿼터스 시대에 보다 가볍고 유연하며 휴대가 쉬운 스마트 전자기기가 대세가 될 것이다. 이번 연구로 미래 욕구를 충족시키는 기술을 개발이라 더욱 의미가 있다”고 말했다.