초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구과제에서는 공액고분자(CPs)와 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 간의 비공유결합간 파이-파이 결합력을 이용하여 반도체성 SWCNT (sc-SWCNT)를 선택적으로 고순도로 분리하고 이를 이용하여 공액고분자가 감싸고 있는 sc-SWCNT/CPs 결합 용액을 형성하고 이를 인쇄공정을 통해서 고성능/접힘가능한 양친성 트랜지스터 및 CMOS 전자회로를 구현하고자 한다. 또한 절연체의 화학적물성과 전하주입특성 제어를 통한 sc-SWCNT/CPs 전자회로의 특성 최적화에 대한 연구를 수행하고자 함

연구의 목적 및 내용
본 연구과제에서는 공액고분자(CPs)와 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 간의 비공유결합간 파이-파이 결합력을 이용하여 반도체성 SWCNT (sc-SWCNT)를 선택적으로 고순도로 분리하고 이를 이용하여 공액고분자가 감싸고 있는 sc-SWCNT/CPs 결합 용액을 형성하고 이를 인쇄공정을 통해서 고성능/접힘가능한 양친성 트랜지스터 및 CMOS 전자회로를 구현하고자 한다. 또한 절연체의 화학적물성과 전하주입특성 제어를 통한 sc-SWCNT/CPs 전자회로의 특성 최적화에 대한 연구를 수행하고자 함

연구결과
아래와 같은 연구내용을 기간별로 수행함
○ 공액고분자의 전자친화도 및 화학구조에 따른 sc-SWNT 분리기술연구

○ 반도체성 탄소나노튜브를 트랜지스터의 반도체층으로 사용하기위해 탄소나노튜브를 감사고 있지 않은 고분자 (자유고분자)를 제거 하고 높은 ON/OFF ratio에 트랜지스터를 구현

○ 잉크젯 프린팅을 이용하여 반도체성 탄소나노튜브를 반도체 층으로 사용한 트랜지스터 제작

○ sc-SWCNT와 공액고분자 복합체를 이용하여, 유기트랜지스터의 소스-드레인사이의 interlayer로 사용하여, 전공과 전자의 주입특성이 동시에 좋아짐

○ Water-soluble conjugated polyelectrolyte (CPE)를 이용 친환경 용매에 분산가능한 SWNT/CPE 분산 잉크 제조기술

○ 15V 이내에 동작하는 저전압, TFT의 polarity 변하는 특성

○ 전자 주개 받개 형 구조를 가진 IDTBT를 이용한 반도체성 탄소 나노튜브 분리

연구결과의 활용계획
현재 공액고분자를 이용하여 선택적으로 sc-SWCNT를 분산하는 방법 SWCNT를 상업적으로 대량생산이 가능하여 국가 경제에 크게 이바지 할 것으로 기대된다. 공액고분자를 이용한 sc-SWCNT 분리 방법은 아직 그 분리 원리가 정확히 밝혀지지 않았다. 따라서 분리 원리에 대한 이론을 제시하여 관련 분야에 학문적으로 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구 통해서 얻어진 결과들이 고속의 CNT-TFT와 회로를 제조하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 사료되며 향후 유연/폴더블/스트레쳐블 휴대용 디스플레이 및 휴대용 전자소자 등의 조기 상업화에 적용될 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
This project aim to develop high performance printed and foldable ambipolar transistor and CMOS circuits using highly purified semiconducting SWCNT and conjugated polymer composite ink by noncovalent pi-pi interaction. In addition, we will study on effects of chemistry of gate di

Purpose&contents
This project aim to develop high performance printed and foldable ambipolar transistor and CMOS circuits using highly purified semiconducting SWCNT and conjugated polymer composite ink by noncovalent pi-pi interaction. In addition, we will study on effects of chemistry of gate dielectrics and charge injection properties on characteristics of device to optimizing device performance.

Result
○ Study of sc-SWNT separation technique according to electron affinity and chemical structure of conjugated polymer

○ Semiconducting carbon nanotubes are used as a semiconductor layer of transistors. Carbon nanotubes are removed from polymers that are not wrapped(free polymers), and transistors are implemented at high ON / OFF ratios

○ Fabrication of transistor using semiconducting carbon nanotubes as a semiconductor layer by inkjet printing

○ By using sc-SWCNT and conjugated polymer complex, it is used as an interlayer between source and drain of organic transistor, and injection characteristic of electrons and electrons is improved at the same time

○ Water-soluble conjugated polyelectrolyte (CPE) for SWNT / CPE dispersion ink manufacturing technology that can be dispersed in environmentally friendly solvents

○ Low voltage operating within 15V, changing polarity of TFT

○ Separation of semiconducting carbon nanotubes using IDTBT with electron donut-like structure

Expected Contribution
Currently, it is expected that SWCNT can be mass-produced in commercial scale and contribute to the national economy by selective dispersing sc-SWCNT using conjugated polymers. The principle of separation of sc-SWCNT using conjugated
polymers has not yet been clarified. Therefore, it is expected that the theory of separation principle will be presented and the contribution to the related field can be made academically. The results obtained from this study are expected to play a key
role in manufacturing high-speed CNT-TFTs and circuits, and are expected to be applied to early commercialization of flexible, foldable / stretchable portable displays and portable electronic devices.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 38
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 40
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 40
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 41
• 8. 참고문헌 ... 42
• 9. 연구성과 ... 43
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 60
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 60
• 12. 기타사항 ... 64
• 대 표 연 구 실 적 ... 65
• 대표적 연구실적 사본 ... 70
• 세부 목표 관련 증빙 ... 80
• 끝페이지 ... 90