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IBS, 실리콘보다 4배 전기 잘 통하는 웨어러블 반도체 소재 개발

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작성자 안현상 작성일20-06-24 23:31 댓글0건

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육각형 분자 ‘트리페닐렌’ 전기반발력 이용해 전기 잘 통하는 2차원 물질 구현

IBS 연구팀이 개발한 2차원 유기반도체의 합성 과정./IBS 제공
실리콘보다 전기가 4배 더 잘 통하면서도 유연한 2차원 반도체 소재가 개발됐다.

김기문 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립 연구단장이 이끄는 국제 공동 연구팀은 실리콘보다 전기적 특성이 우수한 2차원 유기반도체 소재를 합성했다고 24일 밝혔다.

현재 널리 쓰이고 있는 실리콘 반도체(무기반도체)는 생산비용이 높고 공정이 복잡하며 유연하지 못해서 웨어러블 기기용 반도체로서는 한계를 보이고 있다.

탄소 등으로 이뤄진 유기반도체는 유연한 특성을 가져 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대받고 있지만 전기전도도가 낮다는 문제가 있다. 전기전도도가 낮으면 전기가 잘 통하지 않아 전자회로에 사용할 수 없다.

유기반도체의 전기전도도를 높이려면 그래핀처럼 2차원 구조로 만들어야 한다. 하지만 아직 넓은 면적의 2차원 유기반도체를 만든 사례는 없다. 유기반도체를 이루는 분자들이 2차원으로 평평하게 펼쳐지지 않고 서로 결합해 겹겹이 쌓이기 때문이다.

연구팀은 육각형 구조를 가진 분자 ‘트리페닐렌’을 물에 녹인 후 화학반응(용액 공정)을 거쳐 전기가 잘 통하는 2차원 유기반도체 소재를 만드는 데 성공했다. 트리페닐렌 분자가 양(+)전하를 띤다는 특성을 이용, 분자들끼리 전기적 반발력으로 인해 겹겹이 쌓이지 못하고 골고루 퍼지도록 만든 것이다.

연구팀은 유기반도체 소재를 이용해 유기 박막 트랜지스터를 만든 후 전기전도도를 측정했다. 그 결과 실리콘보다 4배 높게 나타났다.

용액 공정을 이용하면 반도체 생산 비용 역시 기존보다 낮출 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 "기존 반도체 대비 유연하고 처리 속도도 높일 수 있기 때문에 롤러블 디스플레이와 같은 웨어러블 소재와 태양전지 같은 고효율 반도체 등에 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다.

김 단장은 "추가 연구를 통해 트리페닐렌 외에 다른 물질도 같은 방식으로 신소재로 개발해 맞춤형 신소재 개발 기술을 정립할 계획"이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 ‘셀(Cell)’에 24일자로 게재됐다.

[김윤수 기자 [email protected]]




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‘17일만에 등판’ 김정은, 김여정 경고한 대남 군사행동 막아
김정은 ‘굿캅’ 김여정 ’배드캅’ 남매 역할분담?

김정은 북한 국무위원장은 23일 노동당 중앙군사위원회 예비회의를 화상으로 열고 대남 군사행동 계획을 보류했다고 노동신문이 24일 보도했다. 김여정 제1부부장이 주도해 20여 일간 이어온 대남 강공 행보가 잠시 숨 고르기에 들어간 것으로 보인다.

노동당 기관지 노동신문은 이날 “노동당 중앙군사위원회 제7기 제5차회의 예비회의가 화상회의로 6월23일 진행되었다”며 “조선노동당 위원장이시며 조선노동당 중앙군사위원회 위원장이신 김정은 동지께서 회의를 사회하시었다”고 전했다.

그러면서 “예비회의에서 조선노동당 중앙군사위원회는 조성된 최근 정세를 평가하고 조선인민군 총참모부가 당중앙군사위원회 제7기 제5차회의에 제기한 대남 군사행동 계획들을 보류하였다”고 밝혔다.

앞서 북한 인민군 총참모부는 17일 △금강산·개성공업지구에 연대급 부대 전개 △비무장지대 민경초소(GP) 진출 △접경지역 군사훈련 △대남전단 살포 지원 등 ‘4대 군사행동’을 당 중앙위원회 비준을 받은 뒤 실행하겠다고 예고했다.

신문은 또한 “조선노동당 중앙군사위원회 제7기 제5차회의에 상정시킬 주요 군사정책 토의안들을 심의하였으며 본회의에 제출할 보고, 결정서들과 나라의 전쟁억제력을 더욱 강화하기 위한 국가적대책들을 반영한 여러 문건들을 연구하였다”고 했다.

예비회의에는 당중앙군사위원회 부위원장 리병철 및 당중앙군사위원회 일부 위원들이 참가했다.

북한은 지난 4일 김여정 제1부부장이 탈북자 단체의 대북 전단지 살포를 비난한 이후 남북관계 총파산을 예고하고 남북 통신망 완전 차단, 개성 남북공동연락사무소 폭파 등 연일 긴장감을 조성했다. 김 제1부부장은 또 지난 13일 담화를 통해 다음 행동권을 군에 넘겼다고 밝히고 총참모부도 4대 군사행동을 발표했다. 이후 전단 1200만장을 인쇄해 접경지 일대에서 살포하겠다고 압박했다. 비무장지대 일대 대남 확성기를 다시 설치한 정황이 목격되기도 했다.

그러나 김 위원장이 대남 군사행동계획을 보류하면서 남북간 긴장 국면이 일시적으로 완화될 것으로 전망된다. 신문은 이날 김 위원장이 군사행동 계획을 보류한 이유나 배경에 대해서는 언급을 하지 않았다. 이에 김 제1부부장은 ‘배드캅’ 역할을, 김 위원장은 ‘굿캅’으로 역할 분담에 나선 것이라는 관측도 나오고 있다.

한편, 김 위원장의 공개 행보는 지난 7일 노동당 제7기 13차 정치국 회의 주재 이후 17일만이다.

최현정 동아닷컴 기자 [email protected]


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