전체기사

2025.11.04 (화)

  • 맑음동두천 7.1℃
  • 맑음강릉 14.8℃
  • 맑음서울 10.3℃
  • 맑음대전 11.0℃
  • 맑음대구 11.3℃
  • 맑음울산 11.5℃
  • 구름많음광주 13.7℃
  • 구름많음부산 14.7℃
  • 구름조금고창 9.1℃
  • 구름많음제주 16.1℃
  • 맑음강화 6.7℃
  • 맑음보은 7.9℃
  • 맑음금산 8.9℃
  • 구름조금강진군 12.1℃
  • 구름조금경주시 9.7℃
  • 구름많음거제 11.8℃
기상청 제공

지역네트워크

UNIST 백종범 교수팀, 전하이동도 높은 고성능 2차원 유기반도체 소재 개발

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] ‘유기반도체’는 돌돌말리는 디스플레이나 입는 전자기기에 적합한 전자재료다. 하지만 낮은 전하이동도(mobility) 때문에 그 쓰임이 제한적이었는데, 최근 전하이동도를 이제껏 보고된 최고 수치로 끌어올린 연구가 나와 주목을 받고 있다. 

 

UNIST (총장 이용훈) 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 방향족 고리화 반응을 통해 ‘C5N(씨파이브엔) 2차원 유기 고분자 구조체’를 합성하는데 성공했다. 이 유기 고분자 구조체를 얇은 필름 형태로 만들어 반도체 트랜지스터 소자(FET)에 썼을 경우 전하이동도가 수십 배 이상 빨라졌다. 또 이 구조체에 염화수소(HCl)를 도핑하면 전기전도도(conductivity) 또한 크게 높아져 전도성 물질로도 쓸 수 있다. 

 

연구팀은 두 종류의 화학물질(HAB와 PTK)을 반응시켜 C5N(씨파이브앤) 구조체를 얻었다. 이 구조체는 탄소(C)로만 6각 고리를 이루는 그래핀과 달리 2차원 구조에 균일한 기공과 질소원자(N)가 첨가돼 우수한 전하이동도(전자 996㎠V⁻¹s⁻, 정공 501 ㎠V⁻¹s⁻)를 갖는다. 이는 이제껏 보고된 유기반도체 전하이동도 중 가장 높은 수치다. 전하이동도는 소재 내부에서 전자(electron)나 정공(hole)이 움직이는 빠르기로, 전하이동도가 낮은 소재로 반도체 소자를 만들면 전기적 신호 전달이 더뎌지고 디스플레이 등에서 색상 변환 지연 등의 문제가 나타난다. 

 

개발된 2차원 물질의 고리 구조는 ‘방향족 고리화 반응’을 통해 얻어진 구조라 매우 안정적이며 600℃의 고온도 잘 견딘다. 제1자자인 자비드 마흐무드(Javeed Mahmood)박사는 “구조의 모든 부분이 고리모양으로 이루어져 있어 기존 2차원 유기 구조체보다 화학적, 열적 안정성을 높였다”며 “각종 고온 조건에서도 사용 가능할 것”이라고 설명했다. 

 

뿐만 아니라 이 구조체는 기존 전도성 고분자인 사슬형 폴리아닐린(polyaniline)보다 우수한 전기전도도를 갖으며, 염화수소 (HCl)를 도핑(doping)하면 전도성이 140배 이상 향상돼(1038 S/cm) 다용도 전도성 고분자로 쓸 수 있다. 

 

유기반도체는 유연하고 가벼울 뿐만 아니라 낮은 공정비용, 물성 조절의 용이성 등 다양한 장점 때문에 무기물 실리콘 반도체를 대체할 소재로 최근 수십 년간 활발하게 연구 되고 있다. 하지만 대부분의 유기반도체는 기대치에 못 미치는 전하이동도 때문에 무기반도체 소재를 대체하는 데 어려움이 있다. 

 

이번 연구의 책임자인 백종범 교수는 “이번 연구로 2차원 고분자를 유기반도체 재료로 사용했을 때의 고질적 문제인 낮은 전하이동도를 극복했다”며 “앞으로 유기 반도체 소자 개발에 큰 진전이 있을 것으로 기대된다”고 전했다. 

 

서울대학교(총장 오세정) 화학생물공학부 오준학 교수 연구팀과 함께한 이번 연구는 저명한 국제학술지 어드밴스드 머트리얼스 (Advanced Materials)에 1월 20일자로 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부의 리더연구자지원사업(창의연구)과 BK21 플러스사업, 우수과학연구센터(SRC), U-K Brand 육성사업(UNIST)의 지원으로 이뤄졌다. 
 

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기

경제

더보기

사회

더보기
중국산 건조 마늘과 양파를 냉동 제품으로 위장 밀반입 한 5명 적발
(사진=인천본부세관 제공) [시사뉴스 박용근 기자] 인천본부세관은 중국산 건조 마늘과 양파를 냉동 제품으로 위장해 밀반입한 5명을 관세법 위반 혐의로 붙잡아 검찰에 송치했다. 인천본부세관은 4일 A(50대)씨 등 5명을 관세법 위반 혐의로 입건해 검찰에 불구속 송치했다. 세관에 따르면 A씨 등은 지난해 1~12월 중국에서 건조된 마늘 173톤과 양파 33톤 등 시가 17억 원 상당의 농산물 총 206톤을 국내로 밀수입한 혐의를 받고 있다. 이들은 건조 농산물에 부과되는 고율 관세를 회피하기 위해 냉동 농산물로 위장하는 방식으로 밀수를 시도한 것으로 조사됐다. 현행 건조 마늘과 양파에는 각각 360%, 135%의 관세율이 적용되지만 냉동 농산물로 분류되면 27%로 낮아진다. 이들은 건조 농산물을 실은 컨테이너 적재 칸의 윗부분에는 냉동 농산물 상자를 넣어 현품 검사를 피하려고 한 것으로 파악됐다. 이번에 적발된 보세창고 보세사는 현품 검사를 할 때 사전에 확인한 냉동 농산물만 샘플로 제시하는 등 범행에 깊숙이 가담한 것으로 드러났다. 인천세관은 냉동 보세창고 외부에만 폐쇄회로(CC)TV가 설치돼 있어 내부 감시가 어려운 점이 악용된 것으로 보고 앞으로 창고 내

문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 진짜 부동산 대책은 ‘가만 놔두는 것’이다
정부가 또다시 부동산 대책을 내놓았다. 표면적인 이유는 언제나처럼 ‘부동산 시장 안정’과 ‘투기 근절’이다. 하지만 이번 10‧15 부동산 대책의 내용을 들여다보면, 과연 이것이 시장 안정을 위한 것인지, 아니면 그저 시장 자체를 마비시키려는 것인지 의구심을 금할 수 없다. 이번 대책의 핵심 논리는 ‘풍선 효과’를 원천 차단하겠다는 것이다. 강남 3구 집값이 오르니, 그 불길이 번진 마포·용산·성동구를 잡고, 나아가 서울 전역을 조정대상지역이라는 족쇄로 묶어버렸다. 과천과 분당이 들썩이자, 그와는 무관한 인근 경기도 12개 지역까지 모조리 규제지역으로 편입시켰다. 이는 문제의 본질을 완전히 잘못 짚은 ‘연좌제식 규제’이자 ‘과잉 대응’이다. 첫째, 특정 지역의 가격 상승은 그 지역 나름의 복합적인 수요 공급 논리에 따라 발생한다. 강남의 가격 상승 논리와 서울 외곽 지역의 논리는 엄연히 다르다. 단지 행정구역이 ‘서울’ ‘수도권’이라는 이유만으로 모든 지역에 동일한 대출 규제(LTV, DTI), 세금 중과, 청약 제한을 가하는 것은, 빈대 몇 마리를 잡겠다며 초가삼간을 태우는 격이다. 둘째, 이러한 전방위적 규제는 ‘현금 부자’가 아닌 평범한 실수요자와 선량