포스텍 오준학 교수팀
포토리소그래피 적용 가능
웨어러블 스마트 기기에 활용되는 고분자반도체를 빛과 그림자만으로 간단하게 만들어낼 수 있는 공정으로 만들 수 있는 기술이 포스텍과 UNIST 공동연구로 개발됐다.
포스텍 화학공학과 오준학<사진> 교수, UNIST 양창덕 교수 공동연구팀은 빛과 그림자를 이용하는 간단한 포토리소그래피 공정을 적용할 수 있는 고분자반도체를 개발, 재료과학분야의 권위지 `어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)`지 최신호 표지논문으로 발표했다.
이번 성과는 이미 상용화된 공정에 바로 적용이 가능하고, 제작 비용이나 제작 시간도 크게 단축하면서도 고분자 반도체로서의 장점은 그대로 유지해 상용화를 성큼 앞당길 것으로 기대된다.
틀에 빛을 쪼여 생기는 그림자의 모양대로 회로가 새겨지도록 하는 포토리소그래피 공정은 특히 전자회로를 만들 때 미세패턴을 구현하기 위해 널리 활용돼 왔다.
그러나 고분자 반도체에 적용하면 반도체의 성능이 급격하게 저하된다는 단점이 있었다.
연구팀은 물을 튕겨내는 성질과 함께 화학물질에 대한 내성이 강한 실록산(siloxane)기를 포함한 양극성 고분자 반도체를 개발했다.
상온에서 용액상에서 만들어진 이 고분자 반도체 박막은 열처리 후에 녹지 않는 특성을 지녔다.
여기에 그래핀 전극을 붙임으로써 통상 사용하는 금 전극에 비해 50배 이상 전자이동도를 향상시켜 고성능 양극성 유기 트랜지스터 회로를 구현하는데 성공했다.
이 회로는 물이나 에탄올, 아세톤과 같은 다양한 유기용매에 담가두어도 전기적 성능이 그대로 유지되는 등 화학적 내성이 강하여 고성능 가스센서로 응용될 수 있었다.
연구를 주도한 오준학 교수는 “이번 결과는 상용화된 공정에 적용 가능한 안정성이 높은 고분자 반도체 소재와 센서 회로 응용에 관한 것”이라며 “차세대 웨어러블 스마트기기 상용화를 앞당길 수 있는 원천 기술”이라고 연구 의의를 설명했다.
/박동혁기자 phil@kbmaeil.com
