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단일유기분자로 구축되는 전자회로 시스템

전문가 제언: ○ 오랫동안 전자 산업에서 부수적인 소재로 생각되었던 유기재료를 최근 능동적인 기능을 가진 전자 재료로 활용하기 위해 활발하게 연구가 전개되고 있다. 도전성고분자의 합성으로부터 액정 디스플레이의 실용화, EL소자의 제품화 성공, FET 등의 유기박막소자의 성공으로 유기물질의 전자 시스템의 소재용으로의 활용이 급속하게 확대되고 있다.

○ 유기화합물을 이용하는 전자소자의 연구는 비교적 제작이 용이한 분자집합체에 의한 소자가 연구의 주류를 이루고 진행됐다. 많은 재료, 소자, 계면 등에 대한 연구로부터 오늘날 액정이나 EL소자 등 많은 실용적인 유기전자장치가 개발되었는데 이들 장치는 유기물질의 특징인 유연성, 경량성, 경제성, 다양성 등을 고려할 때 앞으로 유기장치의 제조에 중요한 요소가 될 것으로 기대된다.

○ 유기분자를 정류소자나 트랜지스터 소자 등의 능동적인 전자소자로 응용하려는 노력은 수십 년 전부터 이루어졌으나 전자계측기 등의 외부환경으로부터 나노 또는 서브 나노 스케일의 단일 분자로의 전자적 접근이나 접촉이 어려우며 또 유효한 전자기능을 가진 비교적 큰 분자를 합성하는데 있어 기술상의 문제가 있어 오랜 기간 활용화가 추진될 수 없었다.

○ 그러나 유기분자의 미세화나 조직화 기술 발전과 STM이나 AFM 등과 같이 분자를 직접 평가하는 방법이 개발됨에 따라 하나의 분자를 능동적인 전자기능을 가지는 한 분자로 구축하기 위한 기초 기술이 구축되었다.

○ 본고에서는 통신에서 차세대 유기전자소재를 실현시킬 목적으로 종래의 실리콘계 무기재료에서는 실현이 어려운 유기분자를 사용한 단일전자터널(SET: Single Electron Tunneling) 소자를 개발한 필자들의 결과를 소개하고 있는데 이러한 혁신적인 단일분자소자는 앞으로 시스템화되어 회로 시스템으로 실현이 가능하여 현재의 전자산업 시스템을 대체하는 지위로 격상될 것으로 사료되므로 이 분야에 대한 연구 개발이 활성화되어야 할 것으로 기대된다.

저자: Tohru Kubota
자료유형: 학술정보