휘어지는 디스플레이, 유기태양전지 등의 성능 개선과 상용화 시기를 앞당길 수 있는 소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
25일 지스트(GIST·광주과학기술원)에 따르면 신소재공학부 연구팀이 유기 전자소자의 성능을 획기적으로 향상시키는 핵심 원천 유기 전자 소자를 세계 최초로 개발했다.
고성능의 유기 전자소자를 제작하려면 반도체 속의 전자가 원활히 이동되도록 유기분자가 규칙적으로 정렬되어야 한다.
하지만 유기반도체는 특성상 분자배열이 무질서해 고성능 유기 전자소자 개발에 많은 어려움이 있었다.
이를 해결하기 위해 200도 이상의 고온처리 방법이 대안으로 시도됐지만 플라스틱 기판에 적용하기 어려워 휘어지는 유기 전자소자를 구현하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 정전기 원리에 착안해 유기 분자를 규칙적으로 정렬시키는 데 성공했고 전하 이동도는 최소 10배에서 최대 100배까지 향상됐다.
기존의 고온 공정과 달리 상온에서도 자유롭게 유기 분자를 제어할 수 있어 유기태양전지나 휘어지는 디스플레이 등 다양한 구조의 유기 전자소자에도 적용할 수 있다.
연구팀 이광희 교수는 "이번 연구결과는 기존의 유기분자 정렬방법을 뛰어넘는 혁신적인 정렬방법을 제시했으며 향후 차세대 유기전자소자와 웨어러블 디바이스의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.
이번 연구는 신소재공학부 이광희 교수와 지스트 차세대에너지연구소(RISE) 김희주 박사가 주도하고, 나노바이오전자재료공학과 권순철 박사과정(제1저자)이 수행했다.
연구 결과는 네이처(Nature) 자매지인 Nature Communications 지 6월 18일자 온라인 논문으로 게재됐다.
(광주=연합뉴스)