나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)대학 대학원 공학계연구과 물리공학전공 연구그룹이 방울을 강하게 튕겨내는 기재 표면에 유기 반도체결정 박막을 도포 형성하는 새로운 기술을 개발, 이를 통해 이론적 한계에 육박하는 높은 스위칭 성능을 나타내는 ‘도포형 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)’를 제작하고 테스트하는 데 성공함. 도포형 유기 반도체는 용제에 녹여 만든 잉크를 도포하고 건조시켜 반도체 디바이스를 간편하게 구축할 수 있기 때문에 프린티드 일렉트로닉스를 실현하기 위한 유력한 재료로 기대되고 있음. 연구진은 비누 막 메카니즘에서 힌트를 얻어 발액성(撥液性)이 높은 표면에서도 얇은 액막이 튕겨지지 않고 젖은 상태를 유지할 수 있는 새로운 시스템을 고안, 반도체 결정 막의 고균일 도포 형성에 최초로 성공함. 이를 이용하여 제작한 도포형 TFT는 2볼트 이하의 낮은 전압으로 구동하고 온-오프에 의한 이력이 없으며, 또한 상온 동작의 이론적 한계치에 육박하는 매우 높은 스위칭 특성을 나타내는 등 고성능화를 달성함. 개발된 고발액(撥液) 절연 층상에 대한 반도체 도포 제막 기술은 기존에는 없었던 클린한 반도체/절연층 계면의 구축이 가능하여 프린티드 일렉트로닉스의 혁신 기술이 될 것으로 기대됨. 연구진은 향후 실용화에 유리한 바텀-컨텍트(bottom-contact) 소자로 높은 성능을 발휘하기 위해 유리한 재료 요건을 탐색하고 이에 기초한 재료 프로세스를 개발할 계획임.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ (“Meniscus-controlled printing of single-crystal interfaces showing extremely sharpswitching transistor operation”) 지에 게재됨.