월등한 정전용량과 높은 전기적 스위칭·증폭 특성으로 생체 이식형
및 피부 부착형 센서로 각광받아 왔으나, 유기물 전도체의 고질적 문제
인 낮은 전하 이동도와 전기전도성에 의해 스위칭·증폭 특성 향상에
걸림돌이 되어 왔다.
* 유기물 전기화학 트랜지스터(organic electrochemical transistor): 전해질 내에서
구동하는 트랜지스터 중 하나로, 인가된 게이트 전압에 의한 전해질내 존재하는 이
온과 반도체층과의 전기적·전기화학적 반응을 통해 반도체층의 도핑/탈도핑을 유
도함으로써 전기적 신호를 스위칭 및 증폭하는 소자.
□ 연구팀은 이러한 문제점을 개선하기 위해 PEDOT:PSS* 기반 전도성 고
분자 미세섬유 내 결정구조를 한 방향으로 정렬시켜 기존 동일재료 기
반 소자(490 F cm-1V-1s-1)에 비해 3배 이상의 트랜지스터 특성 평가지
수**를 갖는 트랜지스터(1500 F cm-1V-1s-1)를 구현하였다.
* PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate): 대표적인 전
도성 고분자로서 유기물 전기화학 트랜지스터 활성층으로 각광을 받고 있다.
** 트랜지스터 특성 평가 지수(figure of merit; ZT): 트랜지스터 특성을 평가하는 값
으로 전하 이동도와 체적 정전용량의 곱(µC*)으로 표현 됨.
□ 윤명한 교수는 “본 기술을 통해 최근 생체 이식형 전자소자로 각광
받고 있는 유기물 전기 화학 트랜지스터를 단일 가닥 섬유 형태로 제
작하고 세계 최고 수준의 특성 평가지수를 달성하는데 성공했다”며,
“이번 연구에서 제안한 전도성 고분자 섬유 소재의 높은 전기적·전
기화학적 특성을 고려하여 추후 고성능 체내이식형 전자소자 및 에너
지저장장치로 활용되기를 기대한다”고 말했다.
□ 지스트 윤명한 교수, 노스웨스턴 대학교 Jonathan Rivnay 교수, 포항가
속기 연구소 안형주 박사가 주도하고, 지스트 김영석 박사과정 학생이
수행한 본 연구는 한국연구재단과 지스트 창의적 도전과제, 지스트 개
발과제 사업의 지원을 받아 수행되었다.
□ 본 논문은 과학기술 전문 권위지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced
Materials)’2021년 2월 4일 온라인 판에 게재됐다. <끝>
(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007550)