정성준 교수팀, 잉크젯 인쇄 3D 유기 반도체를 이용한 회로 개발에 성공

 

 “ACS NANO 저널 11월

호 표지 선정”

잉크젯 프린터로 인쇄된 3D 적층

유기 반도체 회로

중앙일보 – “포스텍, 3차원

유기반도체 회로 제작기술 개발 성공“

전자신문 – “가정에서 잉크젯프린터로 스마트워치 찍어낼 기술 성큼“

아시아 경제 – “잉크젯프린터로 3차원

회로 찍어낸다“

베리타스알파 – “포스텍, 잉크젯프린터로 3차원 유기반도체 회로 제작“

 

[아시아경제 정종오

기자] 가정에 있는 잉크젯프린터로 3차원 유기반도체 회로를

만드는데 성공했습니다. 유기물을 용액형태로 만들어 반도체 성질을 갖게 하고 은 나노 등을 통해 도체

용액을 만들어 잉크젯프린터로 분사하는 방식입니다. 이를 통하면 잉크젯프린터로 유기 박막 트랜지스터를

만들 수 있게 됩니다. 

 

포스텍(POSTECH, 총장

김도연) 창의IT융합공학과 박사과정 권지민과 정성준 교수, 화학공학과 조길원 교수 연구팀은 유기박막 트랜지스터의 회로를 인쇄공정을 통해3차원으로 쌓고 이를 이용해 컴퓨터의 기본 연산단위 회로를 제작하는데 성공해 주목받고 있습니다.

 

팔에 차는 스마트워치, 반지처럼

끼울 수 있는 스마트기기 등 웨어러블 스마트기기는 미래 기술로 눈길을 끕니다. 스마트기기의 주요 부품인

트랜지스터를 가정에서도 쉽게 볼 수 있는 잉크젯프린터로 찍어낼 수 있게 될 것으로 보입니다. 

 

유기 박막 트랜지스터는 기판의 부드러운 유연성 때문에 스마트기기의

발달과 함께 끊임없이 연구돼 오고 있는 분야입니다. 주로 사용되는 플라스틱 기판이 열이 가해지면 변형될

우려가 있어 인쇄방식을 이용해 저온에서도 제작할 수 있는 유기 박막 트랜지스터 개발에 대한 경쟁이 치열합니다. 

 

이렇게 만들어진 전자회로는 기존의 실리콘 반도체에 비해 집적도가

낮아 복잡한 기능을 요구하는 기기에 활용하기는 어려웠습니다. 소자의 특성이 고르게 나타나지 않았고 물질이

산화되면서 오랜 기간 사용할 수 없다는 점 때문에 스마트워치와 같은 일반 기기에 활용하기 어렵다는 한계가 있었습니다.

 

포스텍 연구팀은 잉크젯프린터로 여러 차례 인쇄하는 방식으로 회로를

수직으로 쌓아 3차원의 유기 박막 트랜지스터 회로를 만들었습니다. 연구팀이

만든 이 소자는 소자의 특성이 일관되게 나타났습니다. 대량제작이나 상용화에 적합한 것으로 기대되는 부분입니다.

 

연구팀은 이 트랜지스터를 이용해 컴퓨터의 기본 연산 단위 회로인

가산기(덧셈기)를 제작해 정상적으로 작동하는 것을 확인했습니다. 

 

저온에서 간단한 인쇄공정 만으로 트랜지스터를 제작할 수 있기

때문에 낮은 비용으로 고성능 웨어러블 기기를 만들어낼 수 있을 뿐만 아니라 연구팀이 개발한 3차원 집적방식은

웨어러블 기기, 컴퓨터, 바이오센서 등에 활용될 수 있습니다.

 

정성준 교수는 “이번

성과는 그 동안 상용화에 걸림돌이 됐던 유기박막 트랜지스터의 집적도 문제를 해결해 복잡한 성능을 필요로 하는 기기에도 활용할 수 있는 가능성을

보였다는 점에서 의의가 있다”며 “초박막

기판에 이를 적용하는 후속연구를 진행 중이고 이 기술을 이용하면 몸에 붙일 수 있는 혁신적 스마트 기기 제작이 가능할 것으로 기대된다“고 설명했습니다.

 

연구 성과는 ACS Nano지의

표지논문으로 선정돼 발표됐습니다