초록 ▼

- 분자를 통한 전하 수송을 연구하는 분자전자학에서는 분자의 양 끝을 전극에 연결하여 그 전기적 특성을 측정해야 하는데 기존 연구에서는 이러한 분자 접합을 형성하는데 어려움이 있었음. 본 연구에서는 단분자 또는 분자막 기반의 전자소자를 높은 수율로 제작하는 방식을 확립하여 신뢰할 수 있는 데이터 확보의 기반을 마련하였음.
- 유기 분자 소자를 통한 전하 수송을 이해하기 위해서는 유기 분자층 자체의 물리화학적 특성은 물론, 유기 분자층과 전극과의 접합, 전극의 특성에 대한 이해가 지속적으로 요구되어 왔음. 본 연구에서는 유기 분

- 분자를 통한 전하 수송을 연구하는 분자전자학에서는 분자의 양 끝을 전극에 연결하여 그 전기적 특성을 측정해야 하는데 기존 연구에서는 이러한 분자 접합을 형성하는데 어려움이 있었음. 본 연구에서는 단분자 또는 분자막 기반의 전자소자를 높은 수율로 제작하는 방식을 확립하여 신뢰할 수 있는 데이터 확보의 기반을 마련하였음.
- 유기 분자 소자를 통한 전하 수송을 이해하기 위해서는 유기 분자층 자체의 물리화학적 특성은 물론, 유기 분자층과 전극과의 접합, 전극의 특성에 대한 이해가 지속적으로 요구되어 왔음. 본 연구에서는 유기 분자층을 둘러싼 환경을 다각도로 변화시키면서 고유한 전기적 특성 측정 방식을 통해 분자전자소자의 작동 원리를 파악하고 이를 응용하여 다이오드, 광스위칭 등 다양한 전기적 특징을 지닌 고수율의 기능성 분자 전자 소자를 제작하고 분석하였음.
- 유기 분자층을 통한 전하 수송 연구를 주로 수행하였던 기존 단계의 연구 범위를 확장하여 분자층의 특성을 2차원 원자층 물질, 전극 등에 적용하여 전자 소자의 전기적, 물리적 특성을 향상시키는 성과를 거두었음.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
The purpose of molecular nanoelectronics research center is focused on the development of various essential electronic device components (such as switch, transistor, memory, and logic elements) at the molecular scale. The research includes observation of novel phenomena from such molecu

□ Purpose
The purpose of molecular nanoelectronics research center is focused on the development of various essential electronic device components (such as switch, transistor, memory, and logic elements) at the molecular scale. The research includes observation of novel phenomena from such molecular electronic devices, understanding the operational mechanism, and developing highly integrated molecular-scale electronic devices for the purpose of establishment of molecular electronics field and providing the fundamental industrial technology.

□ contents
■ Development of Molecular Materials and Control Technique : We focus on the development of functional building blocks for electronic device component using self-assembled monolayers and single molecules. We also characterize the reliability of these materials and develop spacial control technique for them.
■ Measurement Techniques for Molecular-Scale Electronic Devices : To elucidate the fundamental transport characteristics of the molecular-scale electronic devices, we utilize various electrical measurement techniques such as current-voltage characteristics (temperatrue dependent), inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS), transition voltage spectroscopy (TVS), etc.
■ Fabrication and Measurement Techniques for Single Molecule Based Molecular Devices : Using single molecule transistors, we can achieve fundamental logic electronic circuits, for example, resistor-transistor circuit, transistor-transistor circuit, etc. Also, interesting quantum phenomena in such single molecule junction can be investigated in scientific point of view.
■ Realization of High Performance Single Molecule Electronic Devices : We will develop high performance CMOS type logic circuits based on p-type and n-type single molecule transistor and resonant tunneling diode (RTD) based on nano-gap structured molecular junction using degenerated semiconductor and molecules.

□ Developement results
Molecular-scale electronic devices such as logic circuits and memories can be utilized as a key component for low-power and ultra-light future electronics due to the virtue of high integration density and low heat generation. Based on the virtues, the realization of advanced wearable PC environment stem from the molecular-scale electronics may be achieved in 10~20 years.

□ Expected Contribution
One of the expected contribution of our research is to facilitate highly integrated electronic circuit to downsize conventional electronic components such as memory up to tera-bit scale based on nano-semiconductor technique. By doing so, our research can suggest one of a future alternative for conventional silicone based solid state electronics which is approaching its intrinsic limit. Also, Based on the virtues, the realization of advanced wearable PC environment stem from the molecular-scale electronics may be achieved in 10~20 years.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국 문 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발 목표 및 내용(연구계획서상에 작성된 목표 및 내용을 기술) ... 7
• 2. 연구 추진전략 및 방법 ... 12
• 3. 주요 연구개발결과 ... 20
• (1) DMT방법을 이용한 분자전자소자 제작 및 transport 특성 조사 ... 20
• (2) DMT방법으로 제작된 분자전자소자의 비탄성 전자 터널링 분광법(inelastic electron tunneling spectroscopy) 조사 ... 22
• (3) rGO electrode를 이용한 photoswitching 분자전자소자의 reversible switching 현상 조사 ... 24
• (4) Transition voltage spectroscopy를 이용한 분자의 conformational change분석 ... 24
• (5) 통계적 분석을 통한 분자 소자의 분자 길이에 따른 J-V deviation 특성 분석 ... 26
• (6) 그래핀 전극을 이용한 고수율의 유연기판 분자전자소자 제작 ... 28
• (7) 단일고리구조 세 가지 분자 종류에 따른 SAM morphology 비교 ... 30
• (9) 그래핀 전극 분자 소자 : p-타입으로 도핑된 그래핀 전극을 사용하였을 때 분자소자의 전하수송 특성 변화에 대한 분석 ... 31
• (10) 금속 나노와이어를 활용한 단원자 스위치 및 단원자 나노갭 형성 ... 34
• (11) 분자전자학 최신 연구결과를 종합한 논문 ... 35
• (12) 고수율의 자기조립단분자박막 기반의 기능성 분자전자소자에 최신 연구결과를 종합한 논문 ... 35
• 4. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 75
• 5. 연구개발성과 현황 ... 76
• 6. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설․장비 현황 ... 144
• 7. 기타사항 ... 144
• 끝페이지 ... 145