웨어러블 디바이스 상용화에 도움을 줄 것으로 기대...재료공학분야 세계 최고 권위 학술지 Advanced Functional Materials 표지논문 게재
우리대학 융합에너지신소재공학과 노용영 교수팀(이하 연구진)이 기존대비 50배 성능의 정전용량을 가진 유기고분자 절연체 소재 개발에 성공했다.
연구진은 신규 개발된 유연 절연막을 용액 공정으로 고분자 유연 반도체에 적용한 '인쇄형 유기 박막 트랜지스터'로 40 cm2/V·s 이상 수준의 전하 이동도를 달성했다. 이는 기존 기술 대비 50배 수준이다.
연구진은 기존에 잘 알려진 아이온 겔과 플루오린을 함유한 강유전성 계열 고분자를 혼합해 새로운 고체 상태의 유기 박막 절연체를 개발했다. 이와 함께 유기 소자 구조의 최적화를 통해 이같은 성과가 가능했다.
이번 연구진의 성과는 유연 웨어러블 소자의 구동전압을 낮춰 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대를 모은다. 최근 웨어러블 디바이스의 시장이 급속도로 성장하고 있으나, 잦은 충방전 문제의 해결과 구동시간을 늘리기 위해 작은 소비전력을 지닌 트랜지스터와 관련 회로의 개발이 필요한 상황이었다. 이번 연구에서 개발된 유연 절연막의 구동전압은 기존 고분자 절연막를 적용한 소자보다 10배 줄어든 2V 이내가 되어 웨어러블 디바이스 등의 사용시간을 늘리는 데 적용될 것으로 보인다.
연구 책임자인 노용영 교수는 “그동안 절연상수가 낮아서 높은 유연성에도 불구하고 폭넓게 적용되기 어려웠던 유기절연막의 절연상수를 획기적으로 개선해 향후 웨어러블 전자소자에 핵심부품인 다양한 인쇄형 트랜지스터에 폭넓게 적용될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구는 미래창조과학부가 지원하는 “글로벌프론티어 나노기반소프트일렉트로닉스 연구단“(단장 조길원)의 지원을 통해 재료공학 분야의 세계 최고 권위지인 “Advanced Materials”에 표지논문으로 오는 25일 출간된다.