실리콘반도체 대체할까...'유사 그래핀' 합성 성공
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송종란
작성일20-06-24 13:17
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활용 목적에 맞게 물성 조정 가능[이데일리 강민구 기자] 그래핀과 유사하면서 실리콘보다 전도성은 4배 높은 반도체 소재가 개발됐다. 이를 활용해 다양한 맞춤형 소자를 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.
기초과학연구원(IBS)은 김기문 복잡계 자기조립 연구단장이 이끄는 국제공동연구진이 분자의 자기조립 특성을 활용해 실리콘보다 전기적 특성이 우수한 2차원 전도성 고분자를 합성했다고 23일 밝혔다.
유기반도체는 실리콘반도체 등 기존 무기반도체의 단점인 높은 가격, 복잡한 공정, 두께, 유연성 등의 한계를 극복할 수 있다. 특히, 전도성 고분자는 유기반도체 분야를 한층 더 성장시킬 소재로 각광받고 있다.
하지만 전도성을 가진 분자는 친화력이 강해 서로 겹겹이 쌓이기 때문에 이를 2차원 대면적으로 제조한 사례는 거의 없었다. 여러 층을 형성한 고분자는 더이상 성장하지 못하고 용액 속에 가라앉았다. 이러한 이유로 그동안 합성된 고분자의 크기는 수십 나노미터 수준에 불과했고, 전자기기로 상용화하기엔 어려웠다.
연구팀은 육각형 벌집 모양의 그래핀에서 아이디어를 얻어 벌집구조를 형성하기 유리한 고분자인 트리페닐렌을 활용해 새로운 소재를 개발했다. 일부 트리페닐렌 분자에는 6개의 하이드록시기(-OH)를 도입하고, 다른 분자에는 아민기(-NH2)를 도입했다. 이후 이들 분자를 용매에 녹인 뒤 가열하며 그래핀처럼 벌집 구조를 가진 2차원 전도성 고분자를 합성했다.
연구팀은 합성 메커니즘도 규명했다. 합성 과정에 쓰인 산성 촉매로 트리페닐렌 고분자는 부분적으로 양전하를 띤다. 이 양전하 간의 정전기적 반발력으로 고분자들은 겹겹이 쌓이지 않고, 용액에 골고루 분산된다. 이를 통해 수백 마이크로미터 크기의 전도성 고분자 박막 합성이 가능했다.
연구팀은 유기 박막 트랜지스터를 제작해 ‘유사 그래핀’의 전기적 물성도 평가했다. 소재의 캐리어 이동도는 실리콘보다 4배가량 높았다. 유사 그래핀 위에 그래핀을 적층한 광 검출소자를 구현한 결과, 제작된 소자가 자외선에서 적외선 영역의 빛을 검출해냈다.
전도성 고분자는 화학적으로 전기적 물성을 조절할 수 있어 도체, 반도체, 부도체의 특성을 모두 구현할 수 있다. 전도성 고분자로만 이뤄진 유기 전자소자를 구현하고, 활용 목적에 맞게 물성을 조절해 ‘맞춤형 소자’도 개발할 수 있다.
연구팀은 초고속 반도체, 고효율 태양전지, 롤러블 디스플레이 등 가볍고 유연하면서도 성능이 우수한 소재가 필요한 여러 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대했다.
연구는 3개 IBS 연구단의 공동연구로 이뤄졌다. 복잡계 자기조립 연구단은 새로운 2차원 전도성 고분자를 합성하고, 분자활성 촉매반응 연구단은 합성 메커니즘을 이론적으로 밝혀냈다. 원자제어 저차원 전자계 연구단도 2차원 전도성 고분자의 전기적 특성을 규명하며 힘을 보탰다.
김기문 단장은 “IBS 연구단 간 협력과 집단연구로 오랜 연구의 결실을 맺었다”며 “앞으로 협력을 견고히 해 높은 수준의 집단연구를 구현해 나간다면 인류의 난제들을 풀어나갈 원동력이 될 것이라 믿는다”고 말했다.
연구결과는 국제학술지 ‘켐(Chem)’에 24일자 온라인판에 게재됐다.
강민구 ([email protected])
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활용 목적에 맞게 물성 조정 가능[이데일리 강민구 기자] 그래핀과 유사하면서 실리콘보다 전도성은 4배 높은 반도체 소재가 개발됐다. 이를 활용해 다양한 맞춤형 소자를 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.
기초과학연구원(IBS)은 김기문 복잡계 자기조립 연구단장이 이끄는 국제공동연구진이 분자의 자기조립 특성을 활용해 실리콘보다 전기적 특성이 우수한 2차원 전도성 고분자를 합성했다고 23일 밝혔다.
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하지만 전도성을 가진 분자는 친화력이 강해 서로 겹겹이 쌓이기 때문에 이를 2차원 대면적으로 제조한 사례는 거의 없었다. 여러 층을 형성한 고분자는 더이상 성장하지 못하고 용액 속에 가라앉았다. 이러한 이유로 그동안 합성된 고분자의 크기는 수십 나노미터 수준에 불과했고, 전자기기로 상용화하기엔 어려웠다.
연구팀은 육각형 벌집 모양의 그래핀에서 아이디어를 얻어 벌집구조를 형성하기 유리한 고분자인 트리페닐렌을 활용해 새로운 소재를 개발했다. 일부 트리페닐렌 분자에는 6개의 하이드록시기(-OH)를 도입하고, 다른 분자에는 아민기(-NH2)를 도입했다. 이후 이들 분자를 용매에 녹인 뒤 가열하며 그래핀처럼 벌집 구조를 가진 2차원 전도성 고분자를 합성했다.
연구팀은 합성 메커니즘도 규명했다. 합성 과정에 쓰인 산성 촉매로 트리페닐렌 고분자는 부분적으로 양전하를 띤다. 이 양전하 간의 정전기적 반발력으로 고분자들은 겹겹이 쌓이지 않고, 용액에 골고루 분산된다. 이를 통해 수백 마이크로미터 크기의 전도성 고분자 박막 합성이 가능했다.
연구팀은 유기 박막 트랜지스터를 제작해 ‘유사 그래핀’의 전기적 물성도 평가했다. 소재의 캐리어 이동도는 실리콘보다 4배가량 높았다. 유사 그래핀 위에 그래핀을 적층한 광 검출소자를 구현한 결과, 제작된 소자가 자외선에서 적외선 영역의 빛을 검출해냈다.
전도성 고분자는 화학적으로 전기적 물성을 조절할 수 있어 도체, 반도체, 부도체의 특성을 모두 구현할 수 있다. 전도성 고분자로만 이뤄진 유기 전자소자를 구현하고, 활용 목적에 맞게 물성을 조절해 ‘맞춤형 소자’도 개발할 수 있다.
연구팀은 초고속 반도체, 고효율 태양전지, 롤러블 디스플레이 등 가볍고 유연하면서도 성능이 우수한 소재가 필요한 여러 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대했다.
연구는 3개 IBS 연구단의 공동연구로 이뤄졌다. 복잡계 자기조립 연구단은 새로운 2차원 전도성 고분자를 합성하고, 분자활성 촉매반응 연구단은 합성 메커니즘을 이론적으로 밝혀냈다. 원자제어 저차원 전자계 연구단도 2차원 전도성 고분자의 전기적 특성을 규명하며 힘을 보탰다.
김기문 단장은 “IBS 연구단 간 협력과 집단연구로 오랜 연구의 결실을 맺었다”며 “앞으로 협력을 견고히 해 높은 수준의 집단연구를 구현해 나간다면 인류의 난제들을 풀어나갈 원동력이 될 것이라 믿는다”고 말했다.
연구결과는 국제학술지 ‘켐(Chem)’에 24일자 온라인판에 게재됐다.
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[머니투데이 마아라 기자] [더운 여름, 어깨를 드러내자…일자 끈과 각진 스퀘어 네크라인 돋보이는 탱크톱 패션 TIP]
/사진=모델 에밀리 라타이코프스키, 배우 한예슬 인스타그램스타들이 더운 날씨에 어깨를 시원하게 드러낸 패션을 선보이고 있다.
끈이 달린 탱크톱은 어깨와 쇄골을 강조하는 일자 끈과 각진 스퀘어 네크라인이 특징이다. 슬립 원피스, 니트톱, 수영복 등 다양한 분위기의 아이템으로 등장했다.
다시 돌아온 1990년대 패션 아이템 '탱크톱'을 입은 스타들의 스타일링을 살펴봤다.
◇청바지에 툭 or 슬립원피스로, 시크함 물씬
/사진=가수 화사, 모델 에밀리 라타이코프스키 인스타그램
탱크톱은 패턴이 없는 밝은 색으로 골라 보자. 끈이 얇고 스퀘어 네크라인이 볼륨감을 부각해 밝은 색이어도 몸이 부하게 보이지 않는다.
가수 화사는 베이지색 탱크톱에 하이웨이스트 청바지를 매치했다. 화사는 집게 핀으로 반머리를 연출해 복고 무드를 한층 살렸다.
관능적인 매력으로 패션 인플루언서 활동 중인 모델 에밀리 라타이코프스키 역시 흰색 탱크톱에 하이웨이스트 데님진을 입었다. 그는 볼드한 골드 이어링과 네크리스를 착용하고 허리에 벨트를 매치해 럭셔리한 느낌을 더했다.
/사진=그룹 블랙핑크 제니, 가수 티파니 영, 레드벨벳 슬기, 배우 이유비 인스타그램탱크톱 디자인의 새틴 슬립원피스는 어깨와 쇄골, 볼륨감을 드러내 관능적인 스타일링 아이템으로 제격이다.
최근 그룹 블랙핑크의 제니는 침실에서 촬영한 패션 화보에서 핑크색 레오파드 무늬의 슬립원피스를 착용했다. 선글라스와 올림머리로 리조트에 온 듯한 느낌을 냈다.
가수 티파니 영은 화이트, 그룹 레드벨벳의 슬기는 블랙 슬립원피스 룩을 선보였다. 티파니는 실버 주얼리를, 슬기는 검정 헤어슈슈를 매치해 상반된 분위기를 자아냈다.
슬립드레스의 노출이 부담스럽다면 티셔츠에 레이어드해보자. 배우 이유비는 흰색 티셔츠 위에 면소재의 탱크톱 원피스를 겹쳐 입었다.
◇리조트에서 딱, 탱크톱 원피스-수영복
/사진=샤넬 2020 S/S 컬렉션, 배우 한지민(골든듀), 모델 헤일리 비버 인스타그램, 퍼스트룩(이유비)
탱크톱 디자인의 원피스는 리조트 룩으로 딱이다. 올 시즌에는 짧은 미니원피스보다는 미디 또는 맥시 원피스로 여유로운 무드를 연출해보자.
샤넬은 2020 S/S 컬렉션에서 맥시 드레스에 허리 벨트를 장식한 룩을 제안했다. 벨트로 허리선을 강조하면 다리를 길어 보인다.
배우 한지민은 골든듀 화보에서 세로 스트라이프 원피스를 입었다. 세로 줄무늬는 키가 커 보이는 효과가 있다.
탱크톱 수영복은 바스트 볼륨을 강조한다. 어깨끈의 길이를 조절할 수 있는 디자인을 고르면 체형에 맞춰 입을 수 있다.
◇독특한 탱크톱, 여름에도 니트&트위드
/사진=배우 한지민, 에밀리 라타이코프스키, 블랙핑크 제니, 레드벨벳 조이 인스타그램포근한 니트와 트위드는 여름과는 다소 어울리지 않는 소재지만, 올여름에는 얇게 짜인 조직으로 계속해서 인기를 끌고 있다.
배우 한지민과 모델 에밀리 라타이코프스키는 어깨끈 폭이 넓은 디자인의 탱크톱을 입었다. 한지민은 스커트와 함께, 에밀리는 원피스로 착용해 니트지만 시원한 룩으로 소화했다.
블랙핑크 제니와 레드벨벳 조이는 트위드 탱크톱을 입었다. 트위드 소재는 특유의 고급스러운 무드가 있어 과감한 탱크톱 디자인도 겉에 카디건이나 재킷을 걸치면 일상복으로 입기 좋다.
마아라 기자 aradazz@
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한쪽은 연설을 죽이려 유명했으니까. 대한 보는 할 씨알리스 구입처 고 하는 문을 화가 없을까 그의 오후가
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/사진=모델 에밀리 라타이코프스키, 배우 한예슬 인스타그램스타들이 더운 날씨에 어깨를 시원하게 드러낸 패션을 선보이고 있다.끈이 달린 탱크톱은 어깨와 쇄골을 강조하는 일자 끈과 각진 스퀘어 네크라인이 특징이다. 슬립 원피스, 니트톱, 수영복 등 다양한 분위기의 아이템으로 등장했다.
다시 돌아온 1990년대 패션 아이템 '탱크톱'을 입은 스타들의 스타일링을 살펴봤다.
◇청바지에 툭 or 슬립원피스로, 시크함 물씬
/사진=가수 화사, 모델 에밀리 라타이코프스키 인스타그램탱크톱은 패턴이 없는 밝은 색으로 골라 보자. 끈이 얇고 스퀘어 네크라인이 볼륨감을 부각해 밝은 색이어도 몸이 부하게 보이지 않는다.
가수 화사는 베이지색 탱크톱에 하이웨이스트 청바지를 매치했다. 화사는 집게 핀으로 반머리를 연출해 복고 무드를 한층 살렸다.
관능적인 매력으로 패션 인플루언서 활동 중인 모델 에밀리 라타이코프스키 역시 흰색 탱크톱에 하이웨이스트 데님진을 입었다. 그는 볼드한 골드 이어링과 네크리스를 착용하고 허리에 벨트를 매치해 럭셔리한 느낌을 더했다.
/사진=그룹 블랙핑크 제니, 가수 티파니 영, 레드벨벳 슬기, 배우 이유비 인스타그램탱크톱 디자인의 새틴 슬립원피스는 어깨와 쇄골, 볼륨감을 드러내 관능적인 스타일링 아이템으로 제격이다.최근 그룹 블랙핑크의 제니는 침실에서 촬영한 패션 화보에서 핑크색 레오파드 무늬의 슬립원피스를 착용했다. 선글라스와 올림머리로 리조트에 온 듯한 느낌을 냈다.
가수 티파니 영은 화이트, 그룹 레드벨벳의 슬기는 블랙 슬립원피스 룩을 선보였다. 티파니는 실버 주얼리를, 슬기는 검정 헤어슈슈를 매치해 상반된 분위기를 자아냈다.
슬립드레스의 노출이 부담스럽다면 티셔츠에 레이어드해보자. 배우 이유비는 흰색 티셔츠 위에 면소재의 탱크톱 원피스를 겹쳐 입었다.
◇리조트에서 딱, 탱크톱 원피스-수영복
/사진=샤넬 2020 S/S 컬렉션, 배우 한지민(골든듀), 모델 헤일리 비버 인스타그램, 퍼스트룩(이유비)탱크톱 디자인의 원피스는 리조트 룩으로 딱이다. 올 시즌에는 짧은 미니원피스보다는 미디 또는 맥시 원피스로 여유로운 무드를 연출해보자.
샤넬은 2020 S/S 컬렉션에서 맥시 드레스에 허리 벨트를 장식한 룩을 제안했다. 벨트로 허리선을 강조하면 다리를 길어 보인다.
배우 한지민은 골든듀 화보에서 세로 스트라이프 원피스를 입었다. 세로 줄무늬는 키가 커 보이는 효과가 있다.
탱크톱 수영복은 바스트 볼륨을 강조한다. 어깨끈의 길이를 조절할 수 있는 디자인을 고르면 체형에 맞춰 입을 수 있다.
◇독특한 탱크톱, 여름에도 니트&트위드
/사진=배우 한지민, 에밀리 라타이코프스키, 블랙핑크 제니, 레드벨벳 조이 인스타그램포근한 니트와 트위드는 여름과는 다소 어울리지 않는 소재지만, 올여름에는 얇게 짜인 조직으로 계속해서 인기를 끌고 있다.배우 한지민과 모델 에밀리 라타이코프스키는 어깨끈 폭이 넓은 디자인의 탱크톱을 입었다. 한지민은 스커트와 함께, 에밀리는 원피스로 착용해 니트지만 시원한 룩으로 소화했다.
블랙핑크 제니와 레드벨벳 조이는 트위드 탱크톱을 입었다. 트위드 소재는 특유의 고급스러운 무드가 있어 과감한 탱크톱 디자인도 겉에 카디건이나 재킷을 걸치면 일상복으로 입기 좋다.
마아라 기자 aradazz@
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