화학뉴스

고려대 화학과 최동훈ㆍ이석중ㆍ이광렬 교수팀은 포피린(Porphyrin) 유도체로 유기 단결정 트랜지스터를 제작했다고 10월16일 발표했다.
연구는 휘고 접히는 차세대 디스플레이를 개발하는데 핵심적인 기술로 꼽히는 유기반도체에 관한 것으로, 기존 연구와 달리 포피린 유도체를 사용한 점이 특징이다.
포피린은 탄소원자 4개와 질소원자 1개가 포함된 피롤(PyrroleㆍC₄H₄NH)이 4개씩 모여 탄소원자들로 연결된 모양을 지닌 방향성(芳香性ㆍaromatic) 거대 고리화합물이다.
포피린은 거대 고리 가운데에 여러 종류의 금속원자를 넣어 특성을 변화시킬 수 있기 때문에 광전자 등의 여러 분야에서 주목받았으나, 전하의 흐름이 좋지 않아 트랜지스터 소재로는 적합하지 않다고 평가받아 왔다.
연구팀은 흑연(Graphite)에서 한 겹만 얇게 떼어낸 2차원의 그래핀(Graphene)이 뛰어난 전하 이동도를 지닌 데 착안해 포피린을 평면 분자 구조로 만들었다.
또 기존의 무정형 실리콘(Silicone) 트랜지스터보다 전하이동도가 5-6배 높고, 무기물 실리콘 기반의 광감응 트랜지스터보다 광민감도가 70배 이상 높은 트랜지스터를 개발했으며, 암전류의 400만배 이상으로 광전류가 증폭되는 현상도 나타났다.
최동훈 교수는 “연구결과는 앞으로 유기 반도체를 이용한 차세대 전자 및 광전자 소자의 응용에 크게 기여할 것”이라고 기대했다.
해당연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 대학중점연구소지원사업 지원으로 수행됐으며, 논문은 재료과학 분야의 권위지 최신호에 게재됐다.