초록 ▼

□ 연구개요
최근 많은 각광을 받고 있는 전자주게 (Donor, D)-전자받게 (Acceptor, A)형 반도체성 공중합체는 기존의 고이동도 고분자 반도체가 액정성 또는 고결정성을 보였던 것과는 달리 상대적으로 낮은 결정성과 무질서도를 가짐에도 불구하고 기존의 유기 고분자 반도체를 훨씬 뛰어넘는 높은 이동도를 가진 것으로 알려져 있다.
본 연구과제에서는 이러한 D-A형 반도체성 고분자 내에서의 전하 이동 메카니즘을 규명하고, 이를 바탕으로 유기 반도체 기반 소자의 시뮬레이터에 적용할 수 있는 물리적 전하 수송 모델 개발하

□ 연구개요
최근 많은 각광을 받고 있는 전자주게 (Donor, D)-전자받게 (Acceptor, A)형 반도체성 공중합체는 기존의 고이동도 고분자 반도체가 액정성 또는 고결정성을 보였던 것과는 달리 상대적으로 낮은 결정성과 무질서도를 가짐에도 불구하고 기존의 유기 고분자 반도체를 훨씬 뛰어넘는 높은 이동도를 가진 것으로 알려져 있다.
본 연구과제에서는 이러한 D-A형 반도체성 고분자 내에서의 전하 이동 메카니즘을 규명하고, 이를 바탕으로 유기 반도체 기반 소자의 시뮬레이터에 적용할 수 있는 물리적 전하 수송 모델 개발하는 것을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
▪ 소재 구조 - 전기적 특성 상관관계에 근거한 전하이동 현상 분석
- D-A형 반도체성 공중합체 박막의 구조 분석
1) CDT 기반 D-A 공중합체와 싸이오펜 및 싸이아졸 기반의 고분자 반도체 (P3HT, PQT-12, P(8T2Z-co-6T2Z)-12) 선정
2) D-A형 반도체성 공중합체 박막의 결정 구조 및 표면 조도 분석
- D-A형 반도체성 공중합체 기반 트랜지스터의 제작을 통한 전기적 특성 평가
: 선정한 다양한 고분자 반도체기반의 트랜지스터 제작 및 전기적 특성평가 완료
- 소자의 온도 실험을 통한 열적 활성화 에너지 의존적인 전하이동 현상 분석
▪ 새롭게 도입되는 물리적 인자를 변수로 하는 전하이동 현상 모델링
- 미시적, 거시적 인자가 반영된 새로운 형태의 정성적인 전하이동 현상 모델링
: 기존에 제시된 물리적 전하이동 모델 리뷰 완료
- 정성적인 전하이동 현상 모델에서 정량적인 전하이동 현상 모델로 변환
: 고분자 반도체 트랜지스터에 적용 가능한 여러 물리적 전하이동 모델 검토
- 확립된 전하 이동 모델의 검증 / 보완: 실험치와 전하이동 모델 비교 및 검증
- 소자 시뮬레이션을 통한 전하 이동 모델 검증
1) 소자 시뮬레이션을 통한 전기적 특성 결과 재현
2) 최신의 전하이동 모델 검증

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 유기 반도체 기반 최첨단 유연 & 신축 전자소자 회로 개발
: 소자 시뮬레이션을 통해 유기 반도체 기반 소자의 정확한 전기적 특성 예측이 가능하므로, 향후 본 전하이동 모델을 적용한 시뮬레이션을 이용하여 신뢰성 있는 유기 반도체 소자 기반 신축성 전자회로의 설계가 가능할 것으로 기대됨.
- 제시한 DOS 기반의 전하이동 기구 모델의 응용
: 반도체 내에서 전하 이동 원리는 적용되는 소자와 관계없이 동일하게 적용 가능하기 때문에, 본 연구의 플랫폼으로 사용한 트랜지스터 소자 뿐만 아니라 최근 각광을 받고 있는 고성능 D-A형 반도체성 공중합체를 적용한 유기 열전소자와 같이 새로운 Application에서도 적용 가능하며, 따라서 더욱 다양한 유기 반도체 응용이 가능할 것으로 기대됨.
- 본 연구를 통해 구축된 전하 이동 모델 라이브러리르 이용하여, 고성능 D-A형 반도체성 공중합체 합성을 위한 가이드 라인을 제시할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 기존의 접근방법의 한계 ... 4
• 3) 본 연구의 차별성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) ‘구조와 전기적 특성’간의 상관관계 규명을 위한 고분자의 구조 분석 ... 5
• 2) 전하 이동기구 분석을 위한 반도체성 고분자 기반의 트랜지스터의 전기적 특성 분석 ... 7
• 3) 새로운 형태의 전하 이동 모델 확립 ... 8
• 4) Drain 전류 모델과 소자 시뮬레이션을 통한 전하 이동 모델 검증 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 13
• 1) 연구 결과의 의의 ... 13
• 2) 다양한 응용 분야로의 확대 가능성 ... 13
• 3) 고성능 D-A형 반도체성 공중합체 합성을 위한 가이드 라인을 제시 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 1) 합리적 설계를 통한 새로운 고성능 D-A형 반도체성 공중합체 합성 ... 14
• 2) 새로운 고성능 D-A형 반도체성 공중합체 기반의 박막트랜지스터 소자 제작 ... 14
• 3) 제시한 DOS 기반의 Analytic I-V 모델을 응용한 고분자 반도체 기반 최첨단 유연 & 신축 전자소자 회로 개발 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 27