광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 김동유 신소재공학부 교수팀이 차세대 반도체 핵심소재인 퀴노이드 구조 길이를 조절해 고성능 전기·자기적 성질을 갖는 공액 고분자를 개발했다고 27일 밝혔다.
퀴노이드는 유기 화합물 가운데 방향족 고리가 이중결합으로 연결된 구조를 가지는 화합물이다. 뛰어난 전기적 특성과 자기적 성질을 보인다. 길이가 길어지면 라디칼(전자가 쌍을 이루지 않고 한 개만 존재하는 상태)을 가질 수 있지만 라디칼은 다른 물질과 반응하려는 성질로 화학적으로 매우 불안정하다. 지금까지 라디칼을 갖는 공액 고분자는 개발되지 않았으며 퀴노이드 길이에 따른 공액 고분자 특성 변화 또한 규명되지 않았다.
김 교수팀은 길이가 짧은 닫힌 껍질 구조와 길이가 긴 열린 껍질 구조 등 두 개 퀴노이드 구조체를 쉽고 간단한 방식으로 동시에 제조했으며 이를 이용해 퀴노이드-방향족 공액 고분자 2종을 개발했다. 새로 개발한 공액 고분자는 공정비용을 절감할 수 있으며 가볍고 유연해 다양한 반도체 소자 연구에 활용할 수 있다.
김동유 교수는 “라디칼을 가지는 구조체를 이용한 높은 자기적 성질을 보이는 공액 고분자를 개발할 수 있는 원천 기술을 확보했다”며 “후속 연구를 통해 더 강한 자성을 가지는 유기물 자성 소재 개발에 기여할 방침”이라고 말했다.
이번 연구성과는 국제저명학술지 'ACS 어플라이드 머터리얼스 & 인터페이시스' 최신호 온라인에 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
