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유무기 반도세기 인터페이스에서 전하전달·게이팅·광기억을 제어하는 차세대 전자소자 연구

Charge transfer, gating, and optoelectronic memory control at hybrid organic–inorganic semiconductor interfaces

연구 내용

유기 반도체/그래핀 양자점, 유무기 페로브스카이트, 광결합 LSPR 계면에서 전하전달과 계면 유전/반응성을 조절하여 광기억·양방향 수송·게이팅 성능을 구현하는 연구

펜타센-계열 유기 박막과 C60 self-assembled monolayer(SAM) 또는 그래핀 양자점/은 나노입자 계면에서 전기장 유도 전하이동과 광응답 변화를 동시에 측정합니다. 또한 SBLC(S-benzyl-l-cysteine) 분자 스페이서를 이용해 MAPbI3에서 2D/3D 페로브스카이트 계면을 형성하고, 국소 결함/이온 이동 억제로 게이트 전계에 의한 양극성 수송을 활성화합니다. 계면 민감형 전하 저장과 게이팅-광조절 메커니즘을 연결하여, 트랜지스터 기반 비휘발성 메모리 및 광전하 제어 소자 구현에 필요한 설계 변수를 도출합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기에는 펜타센 기반 유기 전계효과 트랜지스터에서 C60 SAM을 도입하여 전하 이동과 전하 유지가 비휘발성 광기억 동작으로 이어지는지 검증했습니다. 이후에는 펜타센/그래핀 양자점 계면에 은 나노입자를 배치하고, localized surface plasmon resonance 조건에서 임계전압 이동과 충전 메커니즘을 정량화하는 방향으로 확장했습니다. 2024년에는 SBLC 분자 스페이서를 적용한 2D/3D 할라이드 페로브스카이트 계면에서 결함 패시베이션과 이온 마이그레이션 억제를 통해 양방향(ambipolar) 수송을 활성화했습니다. 최근에는 계면-유전성질-전하전달 연계 연구를 통해 트랜지스터 구동성과 광응답을 동시에 설계하는 궤적을 확보하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 비휘발성 OFET 메모리
  • 광게이팅 기반 전하 전달 조절
  • 계면 패시베이션 트랜지스터
  • 2D/3D 페로브스카이트 채널
  • LSPR 기반 임계전압 제어
  • 양극성 수송 소자
  • 광-전기 이중 입력 회로용 블록
  • 저전력 데이터 저장 소자
  • 웨어러블 광응답 메모리
  • 계면 유전성 튜닝 센싱 플랫폼

관련 논문

구분

제목

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Nonvolatile C<sub>60</sub> Self-Assembled Monolayer-Induced Photomemory Elements in Pentacene Organic Memory Field Effect Transistors

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