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'유기 반도체'통합검색 결과 입니다. (4건)

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양자통신 보안 등에 활용 가능한 광자기반 Li-Fi 핵심기술 개발

와이파이 등 무선 주파수가 아닌 광자 기반(Li-Fi)의 차세대 통신 핵심 기술이 개발됐다. 한국연구재단(이사장 이광복)은 중앙대 왕동환 교수와 캘리포니아대 응우옌(T.-Q. Nguyen) 교수 연구팀이 기존 유기반도체의 단점을 보완한 고성능 포토디텍터(빛 감지 소자)를 개발했다고 12일 밝혔다.양자 통신 보안의 광자 감지에서 필수 기술이 될 가능성이 크다. 왕동환 교수는 "이 기술이 양자통신 보안의 광자 감지에서 필수 기술이 될 가능성이 크다"고 언급했다. 연구팀은 기존 유기반도체의 단점을 보완한 억셉터-이종접합 연속 구조(A/BHJ 구조)를 개발하고, 이를 기반으로 고속‧고감도‧저잡음 무선통신시스템 구현에 성공했다고 설명했다. 여기서 이종접합은 유기 태양전지나 유기 포토디텍터에서 전하를 생성하고 분리하기 위한 구조를 말한다. 전자를 주는 도너 물질과 전자를 받는 억셉터 물질이 섞여 있는 형태다. 포토디텍터 공정기술은 고성능 이미지 센서의 핵심기술이다. 다양한 광원의 미세한 빛까지 감지할 수 있다. 그러나 이종접합으로 반응 속도가 저하되고, 노이즈 전류로 민감도가 떨어지는 한계가 있다. 이를 연구진이 에너지 방출률 계산을 통해 적절한 온도와 속도로 공정을 최적화하는 등 전사 인쇄 공정 기술을 새로 설계해 안정적인 'A/BH 구조'를 구현했다. 노이즈 감소는 초미세 수준(10의 13승 A/Hz의 0.5승 이하)을 기록했다. 또 이를 기반으로 제작한 유기반도체 페로브스카이트 포토디텍터는 초고감도(1.06×10의 13승 cm Hz의 2분의1승 W 마이너스1승)의 감지 성능과 1.02 ㎒의 차단 주파수를 나타냈다. 연구팀은 "100 ㎑ 이상 고주파 대역에서도 신호 손실 없이 빠르고 안정적인 데이터 전송에 성공, 무선 데이터 통신 등 차세대 정보통신기술로의 가능성을 열었다"고 설명했다. 연구팀은 "차세대 통신 기술과 고감도 센서 기술 분야에서 광범위하게 응용될 가능성이 높다"며 "의료 모니터링, 양자 보안 센서, 정보통신 등 다양한 산업에서 활용될 수 있을 것"으로 기대했다. 왕동환 교수는 “포토디텍터를 통신 시스템으로 구현하기 위해서는 트랜지스터와의 결합이 필수”라며 “향후 상용화가 가능한 광 기반 무선 통신 원천기술 확보에 총력을 기울일 계획"이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구 및 세종과학펠로우십의 지원을 받았다. 연구성과는 재료 분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 9월 9일 온라인 게재됐다.

2024.11.11 12:01박희범

건국대 연구팀, 대면적 반도체 박막 형성 공정 조건 제시

건국대학교는 이위형 교수팀(화학공학부, 교신저자), 이훈경 교수팀(물리학과, 교신저자), 노스웨스턴대 이정훈 박사(재료공학과, 제1저자)가 저분자 유기반도체와 폴리머 블렌드 시스템에서 분자 구조에 따른 최적의 용액공정 조건이 존재함을 규명했다고 밝혔다. 이번 논문은 지난달 30일 나노분야 대표 권위지인 Small(IF = 13.0)에 게재됐다. 이번 연구는 저분자 유기반도체와 폴리머 블렌드 시스템에서 각 유기반도체 분자구조에 따라 최적의 공정 조건이 다르게 나타남을 규명했다. 연구팀은 스핀 코팅 시간과 같은 공정 변수를 체계적으로 분석했다. 연구팀은 유기반도체가 최적의 스핀 코팅 시간을 통해 가장 높은 결정화도를 달성하고, 전기적 성능을 극대화할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 유기반도체 분자 구조가 용액의 농도·점도·결정화도 등 다양한 요소에 어떤 영향을 미치는지 심도 있게 분석했다. 특히, 유기반도체가 코팅 후 남아있는 용매와 상호작용하는 방식이 결정화 과정에 결정적인 역할을 한다는 점을 규명했다. 고성능 유기반도체 필름을 제작하기 위한 최적 공정 조건을 제시하는 데 중요한 단서를 제공했다. 건국대 이훈경 교수팀은 밀도 범함수 이론(DFT) 계산을 통해 분자 간 상호작용을 분석해 유기반도체 필름의 전기적 성능과 분자 구조 사이 상관관계를 밝혀냈다. 이 연구 결과는 유기 전자소자 상용화 가능성을 높이는 데 기여할 전망이다. 이번 연구는 고성능 유기박막트랜지스터 제작을 위한 대면적 반도체 박막 형성 전략을 제시함으로써, 유연한 차세대 전자소자 개발을 앞당기는 중요한 성과로 평가받고 있다. 연구의 교신저자인 건국대 이위형 교수는 “이번 연구가 유기반도체 공정 기술에 대한 이해를 한층 높였으며, 향후 유연 전자 기기의 상용화에 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다. 한편, 제1저자인 이정훈 박사는 건국대학교 유기나노시스템공학과에서 학부와 석사를 마치고, 서울대학교 재료공학부에서 박사 학위를 받은 후 현재 노스웨스턴대학에서 박사후 연구원으로 활동 중이다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부 지원을 받아 수행됐다. 논문명은 'Crystal Engineering Under Residual Solvent Evaporation: A Journey Into Crystallization Chronicle of Soluble Acenes'이다.

2024.10.16 16:23주문정

한켐 "OLED서 '장수명' 소재 수요 증가…핵심 기술로 시장 공략"

"OLED 시장에서 장수명 패널에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다. 한켐은 이를 위한 중수소 치환 기술을 약 10년간 축적해 온 회사로, 고부가가치 OLED 소재를 지속 개발해 회사 성장을 도모하겠다." 이상조 한켐 대표이사는 26일 서울 여의도에서 열린 IPO 기자간담회에서 이같이 밝혔다. 지난 1999년 설립된 한켐은 첨단 탄소화합물 소재 전문기업이다. OLED 소재와 촉매 소재, 반도체 및 의약 소재 등의 탄소화합물을 위탁개발생산(CDMO) 방식으로 생산하고 있다. 현재까지 약 129건의 파일럿 경험과 51건 이상의 고난도 소재 양산화 개발에 성공한 바 있다. 한켐의 주력 제품은 OLED 소재다. 지난해 매출 269억 원 중 77.3%가 해당 사업에서 발생했다. OLED는 기판 위에 유기물질이 도포된 구조로 이뤄져 있는데, 빛을 내는 발광층과 보조적 역할을 하는 공통층으로 나뉜다. 한켐은 발광층 및 보조층 소재를 모두 다룬다. 이상조 대표는 "전 세계 OLED 소재 시장 규모는 패널 대형화 및 적용기기 확대 등으로 2022년부터 2027년까지 연평균 10.7% 성장할 것으로 전망된다"며 "한켐은 경쟁사 대비 뛰어난 공정 개발 역량, 데이터베이스 기반의 개발 시스템을 구축해 지속적인 성장동력을 확보하고 있다"고 설명했다. 특히 한켐은 장수명 OLED 소재 수요가 증가하는 추세에 맞춰 '중수소 치환' 기술을 고도화하고 있다. 유기 물질 내 수소를 중수소로 전환하게 되면, 일반 수소 대비 물질이 안정화돼 패널의 화질과 성능 개선이 가능해진다. 소자 수명 역시 30%가량 연장된다. 이상조 대표는 "OLED에 탠덤 구조가 적용되면서 번-인 효과가 줄어드는 등 OLED 패널은 수명을 늘리는 방향으로 나아가고 있다"며 "폴더블이나 차량용 디스플레이 등 적용처도 무궁무진하기 때문에 성장 잠재력이 높다"고 설명했다. 또한 한켐은 OLED 소재 생산 공정을 '승화정제'로 확자하기 위한 준비를 진행 중이다. 승화정제는 고체를 직접 기체로 변화시켜 순수한 고체를 얻는 방법으로, 기존 습식정제 대비 불순물 제거에 효과적이다. 이상조 대표는 "2026년 상반기 승화정제 설비를 설치해 하반기부터 회사 제품에 본격적으로 양산 적용할 예정"이라며 "옥천 공장 내 신규 공장동을 마련해 합성 CDMO 업계 최대 수준의 생산능력도 확보하도록 할 것"이라고 밝혔다. 한편 한켐은 이번 상장에서 160만주를 전량 신주로만 공모한다. 희망 공모가는 1만2천500원~1만4천500원으로 총 공모금액은 200억 원~232억 원이다. 수요예측은 9월 23일~27일 5일간 진행, 10월 7일~8일 양일간 일반 청약을 거쳐 10월 내 코스닥 상장을 목표로 하고 있다. 상장 주관은 신영증권이 맡았다.

2024.09.26 15:05장경윤

ETRI, 반도체 레이저 생산단가 "6분의 1로 확 낮춰"

국내 연구진이 반도체 레이저 생산단가를 기존 대비 6분의 1로 대폭 줄일 수 있는 기술을 처음 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 광통신부품연구실이 유기화학 기상 증착장비(MOCVD) 시스템을 이용해 양자점 레이저를 대량생산하는데 성공했다고 8일 밝혔다. 양자점 레이저는 밀도가 높아야 하는 데이터센터 통신용 광원이나 밀도가 낮은 양자통신 단광자광원 등에 주로 쓰인다. 특히, 데이터센터는 통신 과정에서 열이 많이 발생생하기 때문에 양자점 레이저같은 전력 소모가 적은 설비가 유용하다. 연구팀은 MOVID를 이용해 갈륨비소(GaAs) 기판 위에 인듐비소/갈륨비소(InAs/GaAs) 양자점 레이저 다이오드를 구현했다. 이는 광통신용 1.3㎛ 파장대역으로 활용 가능하다. 기존에는 양자점 레이저 다이오드 제작에 분자선증착장비(MBE)를 이용했다. 그러나 이 장비는 증착 속도가 느리고, 생산 효율이 낮아 양산에 어려움이 컸다. 연구팀은 MOCVD를 활용해 양자점 레이저 생산성을 크게 높였다. 이 레이저는 양자점 밀도가 높고, 균일한 것이 장점이다. 최대 75℃까지 연속 동작한다. 기판 결함이 다소 있더라도 장애가 거의 없다. 기판 대면적화도 가능하다. 이 기술은 또 기존 통신용 소자인 인듐인 기판대비 제조 단가가 3분의1 이하다. 연구책임자인 김호성 박사는 "6인치 갈륨비소(GaAs) 기판을 사용하기 때문에 통신용 반도체 레이저 제조 비용을 최대 6분의1 이하로 낮출 수 있을 것"으로 내다봤다. 김 박사는 또 "저전력 광원개발로 소비 전력도 획기적으로 줄일 수 있었다"며 "유기화학기상증착법의 결과로는 세계 최고 수준"이라고 설명했다. 한원석 광통신부품연구실장은 "이 기술은 결함이 있는 대면적 기판 활용도 가능해 공정 시간 단축 및 소재 비용 절감에 유리할 것"이라고 말했다. ETRI는 이기술을 고도화하고, 신뢰성을 높여 연구에 참여 중인 국내 'O' 광통신 부품 제작업체에 기술이전한다는 계획이다. 이 'O'업체는 ETRI 통신용 반도체 파운드리를 통해 핵심 기술과 인프라를 지원받아 제품 상용화 시기를 단축할 계획이다. 김호성 박사는 "현대사회에서 광통신은 우리 산업의 대동맥과 같다"며 "향후 아파트단지에서 대도시, 해저 광케이블까지 연결하는 광통신용 광원개발에 획기적인 전기가 될 것"으로 전망했다. 이 연구에 참여한 충북대학교 금대명 교수는 “양자점 대량 생산 기술은 향후 고가의 광통신 소자의 생산 단가를 낮출 수 있어 국가 광통신 부품 산업의 경쟁력을 강화뿐만 아니라, 기초과학 연구 분야에도 크게 기여할 것"으로 전망했다. 한원석 실장은 “이 연구 결과는 상업성과 원천성을 동시에 확보한 사례로 향후 광통신용 반도체 레이저 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 결과”라고 덧붙였다. 이 연구결과는 SCI(국제과학논문색인)에 등재돼 있는 '저널 오브 알로이즈 앤 컴파운즈'에 최근 게재됐다. 연구 예산은 ETRI 기본사업인 'ICT 창의기술 개발'과제로부터 지원 받았다.

2024.05.08 09:43박희범

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