전체기사

2025.05.19 (월)

  • 구름많음동두천 17.6℃
  • 맑음강릉 20.3℃
  • 구름많음서울 18.2℃
  • 맑음대전 18.5℃
  • 맑음대구 19.0℃
  • 맑음울산 20.0℃
  • 맑음광주 18.4℃
  • 맑음부산 19.1℃
  • 맑음고창 18.4℃
  • 맑음제주 21.3℃
  • 구름많음강화 15.3℃
  • 구름조금보은 17.3℃
  • 맑음금산 18.1℃
  • 맑음강진군 18.7℃
  • 구름조금경주시 20.7℃
  • 맑음거제 19.7℃
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
‘청소년 도박 문제 예방’ 정부 발 벗고 나서
[시사뉴스 홍경의 기자] 도박으로부터 청소년을 지키기 위해 정부가 나섰다. ‘2025 청소년 도박문제 예방주간 기념행사’개최 청소년 도박근절 캠페인 실시했다. 청소년 도박문제 예방주간(이하 ‘예방주간’)은 도박으로부터 청소년을 보호하고, 도박의 위험성에 대한 사회적 경각심을 제고하기 위해 지난해부터 실시됐다. 청소년 도박 문제는 사회적 과제 국무총리 소속 사행산업통합감독위원회(이하 사감위)와 한국도박문제예방치유원(이하 예방치유원)은 지난 16일 동대문디자인플라자(DDP)어울림광장에서 '제2회 청소년 도박문제 예방주간' 행사를 개최했다. 이번 행사는 사행산업통합감독위원회가 주최하고, KLACC과 한국도박문제예방치유원 정선도박문제회복센터가 공동 주관해 도박문제의 위험성과 폐해에 대한 인식을 높이고자 기획됐다. 사감위가 주최하고 예방치유원이 주관한 이번 행사에 서울올림픽기념국민체육진흥공단 경륜경정총괄본부를 포함한 공공기관, 청소년 단체 등 22개 관계기관 등이 공동 개최했다. 예방치유원은 도박문제 예방 및 치유재활 서비스를 제공하는 공공기관이다. 청소년 도박문제 예방주간은 지난해 처음 도입하여 올해 두 번째 맞이하는 행사이다. 지난 9일 부산과 13일 대전에 이은

정치

더보기
김문수, 암참 간담회 “당선되면 6월 한미 정상회담 개회할 것”
[시사뉴스 김백순 기자] 김문수 국민의힘 대선 후보는 19일 “제가 대통령에 당선되면 다음달 중 바로 미국을 방문해서 트럼프 미국 대통령과 조기 정상회담을 개최하고 양국 경제 협력에 걸림돌 문제를 신속하게 해결하겠다”고 밝혔다. 김 후보는 이날 오전 서울 종로구 한 호텔에서 열린 주한미국상공회의소(암참) 간담회에 참석해 “(경제) 위기를 극복하기 위해서는 무엇보다 한미동맹과 우호 협력을 강화하는 것이 핵심”이라며 이같이 말했다. 김 후보는 “대한민국의 국익을 최우선으로 하되, 미국이 관심있는 조선 분야 협력 등 양국이 함께 발전할 수 있는 새로운 경제적 기회를 적극 발굴해서 한미 공동 번영의 시대를 열겠다”고 약속했다. 이어 “AI(인공지능), 반도체, 양자컴퓨터 사이버 안보 등 첨단 전략기술 분야에서 공동 연구를 추진하고 한미 공동망과 첨단 과학기술 분야 협력을 토대로 글로벌과 인도태평양 지역에서의 동맹관계를 더욱 단단하게 발전시키겠다”고 강조했다. 김 후보는 이어진 제임스 김 암참 회장과의 면담에서 “저는 한때 이 대한민국을 싫어하고 미국을 반대하는 반미주의자였다”며 “지금도 저보고 배신자라고 하는 사람이 많다”고 말했다. 그러면서 “제가 배신한 것은 사

경제

더보기

사회

더보기
‘청소년 도박 문제 예방’ 정부 발 벗고 나서
[시사뉴스 홍경의 기자] 도박으로부터 청소년을 지키기 위해 정부가 나섰다. ‘2025 청소년 도박문제 예방주간 기념행사’개최 청소년 도박근절 캠페인 실시했다. 청소년 도박문제 예방주간(이하 ‘예방주간’)은 도박으로부터 청소년을 보호하고, 도박의 위험성에 대한 사회적 경각심을 제고하기 위해 지난해부터 실시됐다. 청소년 도박 문제는 사회적 과제 국무총리 소속 사행산업통합감독위원회(이하 사감위)와 한국도박문제예방치유원(이하 예방치유원)은 지난 16일 동대문디자인플라자(DDP)어울림광장에서 '제2회 청소년 도박문제 예방주간' 행사를 개최했다. 이번 행사는 사행산업통합감독위원회가 주최하고, KLACC과 한국도박문제예방치유원 정선도박문제회복센터가 공동 주관해 도박문제의 위험성과 폐해에 대한 인식을 높이고자 기획됐다. 사감위가 주최하고 예방치유원이 주관한 이번 행사에 서울올림픽기념국민체육진흥공단 경륜경정총괄본부를 포함한 공공기관, 청소년 단체 등 22개 관계기관 등이 공동 개최했다. 예방치유원은 도박문제 예방 및 치유재활 서비스를 제공하는 공공기관이다. 청소년 도박문제 예방주간은 지난해 처음 도입하여 올해 두 번째 맞이하는 행사이다. 지난 9일 부산과 13일 대전에 이은

문화

더보기
창작 동요 공모전, 동요 부르기 대회, 온라인 챌린지... 동요 축제 펼쳐져
[시사뉴스 정춘옥 기자] 미래엔이 전국 규모의 어린이 동요 축제 ‘2025 제1회 미래엔 전국 어린이 창작 동요대회’를 개최한다. ‘2025 제1회 미래엔 전국 어린이 창작 동요대회’는 미래엔과 한국교원단체총연합회가 공동 주최하고, 초롱초롱동요학교와 목정미래재단이 주관한다. 후원 기관으로는 교육부, 한국동요작곡가협회, 경기도초등음악교육연구회, 교사크리에이터협회, 대한교사협회가 함께한다. 어린이들을 위한 순수한 창의성과 감성을 응원하고, 창작자와 어린이가 함께 만드는 창의적인 음악 문화 확산을 목표로 기획된 이번 행사는 △창작 동요 공모전 △창작 동요 부르기 대회 △창작 동요 챌린지의 세 가지 부문으로 구성된다. 창작 동요 공모전은 유아 및 초등학생을 위한 창작 동요를 주제로, 대한민국 국민이라면 누구나 참여할 수 있다. 중창 또는 합창 형식의 악보와 음원을 5월 30일까지 제출하면 되며, 수상작은 6월 9일 발표된다. 선정된 8곡은 창작 동요 부르기 대회의 지정곡으로 활용됨과 동시에, 미래엔의 교수활동 지원 플랫폼 엠티처 및 교과서 자료로도 사용될 예정이다. 시상은 대상 1팀(상금 150만원)과 금상 7팀(상금 각 90만원)에게 수여된다. 창작 동요 부르기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 김문수 후보 ‘내가 나서면 대선 이길수 있다’는 착각인가? 단순 몽니인가?
김문수 국민의힘 대선후보와 한덕수 무소속 대선 예비후보의 단일화를 둘러싼 내홍이 ‘단순 갈등’수준을 넘어 ‘꼴볼견’ ‘가관’ ‘x판 오분전’이다. 지난 3일 김문수 후보가 국민의힘 대선후보로 최종 선출되면서 한덕수 무소속 예비 후보와의 단일화는 순조로울 것으로 전망됐다. 왜냐하면 김 후보가 세 차례나 치러진 국힘 경선에서 단일화에 가장 적극적이었기 때문이었다. 심지어 ‘을지문덕’이라며 자신이 후보가 되면 한 후보와 단일화 하겠다는 것을 수차례 밝혔기 때문에 한 후보를 지지하는 국힘당원들이나 중도층이 김 후보를 적극 지지해 최종후보로 선출될 수 있었다. 그런데 여측이심(如廁二心 화장실 갈 때와 나올 때 마음이 다르다)으로 김 후보 측이 갑자기 단일화에 몽니를 부리면서 단일화 과정이 꼬이기 시작했다. 물론 김 후보 측의 몽니에는 이유가 있었다. 본인이 국힘 후보인데 국힘 지도부는 한 후보를 중심으로 단일화 전략을 짜고 있고, 본인이 추천한 사무총장(장동혁) 임명을 무시하는 등 선거와 관련한 당무(黨務 당의 사무나 업무)에서 철저히 배제당한다는 느낌을 받으니까 당연히 ‘이건 아니지’라는 꼬라지가 나는 것은 인지상정(人之常情)이다. 그렇다고 하더라도 당 지도부와 완