초록 ▼

□ 연구개요
■ 본 과제는 신규 고성능 도너-억셉터 화학 구조 기반 고분자 반도체들을 개발하고, 이 고분자들에 플렉시블 동적 비공유결합 (flexible dynamic non-covalent bonds)을 할 수 있는 화학구조 도입으로 신축성과 자가치료(self-healing) 능력을 부여하여, 고이동도와 높은 stretchability를 동시에 가지는 고분자 반도체를 개발하고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 현재 이 고분자들에 대한 유기트랜지스터를 제작하고 전기적 특성을 측정하였을 때, P(DPP2DT-

□ 연구개요
■ 본 과제는 신규 고성능 도너-억셉터 화학 구조 기반 고분자 반도체들을 개발하고, 이 고분자들에 플렉시블 동적 비공유결합 (flexible dynamic non-covalent bonds)을 할 수 있는 화학구조 도입으로 신축성과 자가치료(self-healing) 능력을 부여하여, 고이동도와 높은 stretchability를 동시에 가지는 고분자 반도체를 개발하고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 현재 이 고분자들에 대한 유기트랜지스터를 제작하고 전기적 특성을 측정하였을 때, P(DPP2DT-TT) 고분자는 최고 정공이동도 12.42 cm²V^-1s^-1를 나타내였으며, P(NDI3DP-Se2) 고분자는 전자이동도 10.11 cm²V^-1s^-1를 나타내었음. 이 이동도들은 고분자 반도체 기반 세계 최고 수준의 이동도 값들임. 또한, 이 우수한 고분자들에 대한 기계적 특성 연구를 진행해 보았을 때, 5000 번의 기계적 변형에도 모빌리티 향상이 없는 유기트랜지스터를 구현하였음.
■ P(g2T-Se) 고분자 기반 전기화학트랜지스터는 976.3 Fcm^-1V^-1s^-1 라는 world-record 값을 나타내었음. 또한, strain 200% 수준까지 늘려도 모빌리티의 변화가 거의 없었음.
■ PDFD-T(H) 고분자가 402.9 Scm^-1에 해당하는 매우 높은 전도도를 나타내었으며 101.1 μ Wm^-1K^-2에 해당하는 매우 높은 세계적 수준의 power factor를 보였음.
■ 과제 목표인 신축성 고분자 반도체를 10종 이상 (즉, 21종) 합성하였으며, 전하이동도 2 cm²V^-1s^-1 이상(즉, 12.42 cm²V^-1s^-1))을 달성하였고, 전하이동도 80% 유지@40 strain (즉, >90% 유지@200 strain)목표 달성하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 무기물 반도체 소재로 현재 많은 전기화학적 센서, 반도체 메모리, 전자기기 등에 활용되어 오고 있으나, 무게가 많이 나가고, 잘 깨어지며, 유연성이 없는 문제를 가지고 있으며, 이를 해결하기 위한 대안 소재가 될 수 있는 고성능 유기반도체 소재를 개발하였음.
● 본 과제에서 개발한 고이동도를 부여하는 도너-억셉터 building block들뿐만 아니라 고성능 Stretchable 고분자 반도체 소재들은 차세대 wearable, stretchable electronics 시장의 발전에 크게 기여할 것으로 사료됨.
● 유기반도체 소재를 이용한 flexible, stretchable 센서 개발 관련 연구는 현재 미국, 중국을 중심으로 많이 이루어지고 있으나, 한국에서는 더디게 진행되고 있음. 이에, 본 연구는 한국의 유기반도체 소재를 이용한 flexiable, strechable 센서 개발 기술 발전에 기여함.
● 본 연구과제 수행으로 파생된 논문 및 특허는 학문의 발전 및 지적재산권 확보에 도움을 줌.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1) 연구개발의 최종 목표 ... 4
• 1-2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 1-3) 연구개발의 연구범위 및 추진내역 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1) 도너-억셉터 계열의 고분자 합성 및 전기적 특성 연구 ... 5
• 2-2) 도너-억셉터 계열의 DFD 기반 고분자 합성 및 전기적 특성 연구 ... 7
• 2-3) Dithienosilole 기반 polar side chain이 고분자 공중합체 합성 및 전기적 특성 연구 ... 9
• 2-4) Selenophene이 도입된 thiophene 기반 고분자 반도체 개발 ... 12
• 2-5) 마이크로채널 몰드를 이용한 고분자 반도체 배향 제어 연구 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 17
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 34
• 끝페이지 ... 49