포스텍은 화학공학과 노용영(사진) 교수팀이 납성분 없는 페로브스카이트에 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 복합반도체 소재를 만들어 이를 디스플레이에 활용할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.이 연구는 나노 분야 권위지인 ACS 나노(ACS Nano) 표지논문으로 최근 게재됐다.
페로브스카이트는 태양전지, LED 등과 같은 다양한 광전자 분야에 사용할 수 있는 차세대 물질이다.
전기 전도성이 뛰어난 결정 구조를 가지고 있지만, 납 사용으로 인한 독성과 상대적으로 낮은 전계 효과 이동과 동작 할 때 균일한 전기적 동작이 어려운 히스테리시스가 나타난다는 점 등의 고질적인 문제를 해결해야 하는 과제가 있었다.
연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 납이 들어가지 않은 페로브스카이트와 공액 고분자가 감싸진 반도체성 탄소나노튜브를 혼합한 복합 반도체 소자를 개발했다.
특히 페로브스카이트 소재의 동작 불안정성을 극복하기 위해 고순도로 분리된 반도체 CNT를 혼합해 히스테리시스를 줄이고 소자의 이동도 또한 기존대비 5배 이상 향상시켰다.
노용영 교수는 “본 연구는 납을 사용하지 않은 페로브스카이드 소자의 낮고 불안정한 성능에 대한 개선방향을 제시한 세계 최초의 연구로써, 개발된 포토트랜지스터 성능은 지금까지 보고한 다른 소재와 비교해도 세계 최고 성능의 수준”이라며 “이 기술이 적용된다면 폴더블 디스플레이 구동용 트랜지스터, 유연한 웨어러브 전자소자의 회로용 트랜지스터, 착용형 가상현실 디바이스용 유연 광센서 등으로 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
포항=안창한 기자 changhan@kmib.co.kr
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