유기용매 없이 고분자반도체 만든다…'수성 반도체잉크' 개발

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국내 연구진이 비누 같은 계면활성제를 이용해 독성 유기 용매 없는 친환경 반도체 공정, 수성 반도체 잉크를 개발했다.

정대성 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀은 계면활성제를 이용한 수성 반도체 잉크 제조 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

수성 반도체 잉크의 적용 모식도
<수성 반도체 잉크의 적용 모식도>

고분자 반도체는 반도체 특성을 가진 탄소 화합물이다. 유연성이 뛰어나고 가볍다. 용액 공정을 통해 값싸게 대면적으로 만들 수 있어 웨어러블 기기용으로 각광받는다.

제조 공정이 환경 오염을 유발할 수 있다. 고분자 반도체는 소수성을 가지기 때문에 독성 유기용매가 필요하다. 독성이 없는, 새로운 제조 공정이 요구됐다.

연구팀은 계면활성제를 이용한 반도체 표면 제어 기술을 개발했다. 물을 이용해 고분자반도체를 제작하는 '수분산 고분자 반도체 콜로이드' 기술이다. 이를 '수성 반도체 잉크'로 제작했다.

간단한 화학적 개질을 통해 물에 반도체 소재를 분산할 수 있다. 해당 공정에 적합한 계면활성제의 조건도 법칙으로 정립했다.

정대성 DGIST 교수
<정대성 DGIST 교수>

정대성 교수는 “웨어러블 전자소자의 핵심 소재로 각광받는 유기반도체의 환경오염 문제를 근본적으로 해결한 연구”라면서 “트랜지스터부터 태양전지, 복합회로, 이미지센서 등 다양한 광전자 소자 제작에 활용될 것”이라고 기대했다.

연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 '에너지 및 환경과학' 표지논문에 채택됐다. 과학기술정보통신부 기초연구지원사업(개인연구)으로 수행됐다.

송준영기자 songjy@etnews.com