기존과 본 연구의 수성 반도체 잉크 비교 모식도 (좌측) 기존의 수성 반도체 잉크는 이 연구의 수성반도체 잉크에 비해 큰 콜로이드 입자와 많은 계면활성제의 미셀을 보유하고 있다. 그 결과 기존의 수성 반도체 잉크는 상대적으로 울퉁불퉁한 표면을 갖는다. 그림에 존재하는 흑백이미지는 기존의 수성반도체 잉크로 만들어낸 박막의 표면이 어떠한 형태로 존재하는지 자세히 보여준다. (우측) 이 연구의 수성 반도체 잉크는 기존의 수성반도체 잉크에 비해 작은 콜로이드 입자와 적은 계면활성제의 미셀을 보유하고 있다. 그 결과 기존의 수성 반도체 잉크보다 상대적으로 평평한 표면을 갖는다. 그림에 존재하는 흑백이미지는 이 연구에서 개발한 수성반도체 잉크로 만들어낸 박막의 표면이 어떠한 형태로 존재하는지 자세히 보여준다.
[뉴서울타임스] 조현상 기자 = 정대성 교수(대구경북과학기술원) 연구팀이 비누를 구성하는 성분인 계면활성제를 이용하여 환경 친화적인 수성 반도체 잉크를 제조하는 기술을 개발했다고 과학기술정보통신부(이하 ‘과기정통부’)는 밝혔다.
이 연구는 에너지 분야 국제학술지 에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science) 11월 8일자에 표지논문으로 게재되었다.
※ 논문명 : Universal selection rule for surfactants used in miniemulsion processes for eco-friendly and high performance polymer semiconductors
※ 저자정보 : 정대성 교수(교신저자, 대구경북과학기술원), 조장환(제1저자, 대구경북과학기술원), 김윤희 교수(공동교신저자, 경상대학교)
고분자 반도체*는 유연성이 좋고 무게가 가벼울 뿐만 아니라, 용액공정을 통해 저비용으로 넓은 면적에 공정할 수 있기 때문에 웨어러블 스마트 기기 등의 차세대 재료로서 각광받고 있다. 하지만 공정과정에서 독성 유기용매를 사용해야 하기 때문에 환경오염을 일으키는 문제가 있다.
* 고분자 반도체 : 반도체의 전기적 특성을 보이는 탄소 화합물
연구팀은 독성이 있는 유기용매를 사용하지 않는 친환경 반도체 제조공정을 위해서 계면활성제를 이용한 반도체 표면 제어 기술을 개발하였고, 이를 통해 수성 반도체 잉크를 제작했다.
정대성 교수는 “이번 연구는 웨어러블 전자소자의 핵심소재로 각광받고 있는 유기 반도체의 제작 시 발생하는 환경오염 문제를 근본적으로 해결한 연구 성과이며, 간단한 화학적 개질을 통해 다양한 반도체 소재를 물에 분산시킬 수 있는 원천기술을 개발한 것으로 트랜지스터부터 태양전지, 복합회로, 이미지 센서 등 다양한 광전자 소자 제작에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 연구의 의의를 밝혔다.
이 연구는 과기정통부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 수행되었다고 과기정통부가 밝혔다.
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