GIST, 균일한 양자막대 배열 10 ㎚ 미만 하이브리드 반도체 전선 개발
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GIST, 균일한 양자막대 배열 10 ㎚ 미만 하이브리드 반도체 전선 개발
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  • 승인 2021.10.06 08:00
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자가조립 고분자의 결정화 구속효과에 의한 양자막대의 위치, 정렬 및 배향제어.
자가조립 고분자의 결정화 구속효과에 의한 양자막대의 위치, 정렬 및 배향제어.

광주과학기술원(GIST)은 이은지 신소재공학부 교수팀이 전도성 고분자 결정화 속도를 제어해 양자막대 위치와 정렬, 배향을 균일하게 제어할 수 있는 하이브리드 나노전선 제조 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

이 교수팀은 전도성 고분자에 양자막대와 결합 가능한 블록을 도입하고 용액공정을 적용, 이종용매 확산계수를 고려해 고분자 결정화 속도를 조절하고 양자막대가 균일하게 배열된 하이브리드 전선을 성공적으로 제조했다.

연구팀은 10 나노미터(㎚) 미만 반도체 전선의 초미세 구조는 삼차원 투과전자현미경 분석법으로 확인했다. 나노전선 생성 여부와 전도성 고분자의 결정화, 결정도, 양자막대 위치, 균일한 배열 구조를 규명했다. 전자 주개인 전도성 고분자와 전자 받개인 양자막대가 교대 배열을 갖는것으로 나타났다.

연구팀은 고분자 결정화 속도가 나노전선 길이와 양자막대 정렬모드, 편광도와 전하 이동경로에 매우 큰 영향을 미쳐 특이적인 전기·광학 특성을 유도함을 증명했다.

이은지 교수는 “초미세 반도체 나노구조 내에 양자막대의 정렬 및 배향을 자유자재로 제어할 수 있는 전략을 제시했다는데 의미가 있다”면서, “편광 특성을 지닌 양자막대의 결합모드를 이용하여 신개념 발광스위치 소자는 물론 광통신, 양자컴퓨팅, 3D 디스플레이, 태양전지 등 차세대 전기광학소자 분야에 많은 응용이 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 이 교수(교신저자)가 주도하고 신소재공학부 황준호 박사과정생과 진선미 박사(공동 제1저자)가 수행했따. 삼성미래기술육성센터가 추진하는 소재기술 사업 및 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기후변화대응기술개발사업과 지스트 GRI 지원을 받았다.

연구 결과는 국제학술지 ‘케미스트리 오브 머터리얼즈’에 최근 온라인으로 게재됐으며, 연구의 우수성을 인정받아 표지논문으로 선정돼 곧 출판될 예정이다.

왼쪽부터 황준호 GIST 박사과정생, 이은지 GIST 교수, 진선미 GIST 박사.
왼쪽부터 황준호 GIST 박사과정생, 이은지 GIST 교수, 진선미 GIST 박사.

 


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