유기 반도체를 이용한 트랜지스터의 성능 향상

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-27

일본의 물질재료연구기구(National Institute for Materials Science)의 연구진은 유기 반도체를 이용하는 트랜지스터에서 큰 향상을 이끄는데 성공했다. 이 연구결과는 플렉서블하고 매우 얇은 컴퓨터 스크린을 구현하는데 큰 역할을 할 수 있을 것이다. 과학자들은 최근에 광활성 유기 전계 효과 트랜지스터에 많은 관심을 가지고 있다. 이 장치는 유기 반도체가 결합되어 있고, 약한 전기적 신호를 강화하고, 빛을 방출하고 수신한다. 유기 전계 효과 트랜지스터는 프린트하거나 플렉서블한 전자장치와 같이 저렴한 대면적 전자장치를 제조하기 위해서 개발되었다. 이번 연구진은 저널 Science and Technology of Advanced Materials에 이 연구결과를 게재했다. 이번 연구진은 광방출 유기 전계 효과 트랜지스터(light-emitting organic field-effect transistor)가 2003년에 처음 제안된 후에 많은 진보가 이루어졌다고 보고했다. 이 분야의 연구는 비용 효율적인 방법을 사용해서 새로운 유기 포토닉스를 제조할 수 있게 되었다. 이번 연구진은 광방출 유기 전계 효과 트랜지스터의 광 방출 효율과 휘도를 향상시키는데 크게 기여했다. 그리고 추가적인 연구 결과를 통해서 새로운 디스플레이 기술을 개발하고 있다. 광방출 유기 전계 효과 트랜지스터는 잘 수립된 전자 기술과 완벽하게 호환될 수 있다. 이것은 레이저 기술을 사용하는 시스템과 같이 광 통신 시스템과 광전자 시스템의 개발에 큰 기여를 할 것이다. 광방출 유기 전계 효과 트랜지스터는 플렉서블하고 투명한 컴퓨터 스크린을 개발하는데 사용되고 있다. 이런 스크린은 더 빠른 반응 시간과 더 나은 효율을 가지고 있고, 백라이트가 필요하지 않는다. 또한 그들은 매우 낮은 에너지를 필요로 한다. 반대로, 수광 유기 전계 효과 트랜지스터(Light-receiving organic field-effect transistor)는 다른 광발광 장치보다 훨씬 덜 개발되었다. 수광 유기 전계 효과 트랜지스터는 빛을 전기 신호로 변환시키는데, 이것은 새로운 광전자장치를 개발할 수 있는 길을 열어준다. CD 플레이어에 사용되는 포토트랜지스터(phototransistor)는 훨씬 더 많은 잠재력을 가진 장치이다. 그러나 그들의 내구성은 더 플렉서블한 분야에 사용되기 위해서 향상될 필요가 있다. 플라스틱만으로 구성된 계산 장치 속에 사용될 수 있기 전에 수광 유기 전계 효과 트랜지스터를 적용하기 위해서는 추가적인 개발이 필요하다. 수광 유기 전계 효과 트랜지스터는 포토닉스 및 전자 장치를 위한 뉴프런티어를 열 수 있을 것이다. 플렉서블 디스플레이는 광 발광 부품, 스위칭 부품, 기판으로 구성된다. 모든 플라스틱 재료들은 이미 개발되었고, 근래에 시장에 출시될 것이다. 그러나 유사한 메모리 장치들은 여전히 부족하다. 만약 플라스틱 메모리가 개발되면, 이것은 뉴프런티어를 열 수 있을 것이다. 이번 연구진은 광발광 및 수광 트랜지스터를 결합시킨 장치에서 몇 가지 문제점을 발견했다. 이번 연구진은 이런 문제들을 해결하기 위해서 다학제간의 협력이 필요할 것이라고 제안했다. 이번 연구진은 10년 후에 플라스틱으로만 만들어진 플렉서블 계산 장치가 출시될 것이라고 예상하고 있다. 이 연구결과는 저널 Science and Technology of Advanced Materials에 “Recent progress in photoactive organic field-effect transistors”라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1088/1468-6996/15/2/024202). 그림. 플렉서블 디스플레이의 이미지. noname018.bmp http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=38825.php