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유기 기능분자와 광분자 일렉트로닉스

전문가 제언: ○ 광조사에 의해 가역적으로 색의 변화를 일으키는 현상은 일반적으로 포트크로미즘으로 부른다. 이 현상을 나타내는 많은 포트크로믹 화합물은 광조사에 의해서 생긴 2개의 이성체 사이에서 색뿐만이 아니라 분자의 기하 구조와 전자 구조가 차이가 나게 된다. 빛에 의해서 이성체 간의 변환이 일어나므로 분자설계를 연구하면 빛에 의해서 여러 가지 물성이 가역적으로 변화되는 광 스위칭 분자를 제조할 수 있다.

○ 가장 대표적인 포토크로믹 분자의 하나인 아조벤젠 유도체는 cis-trans 이성화에 따라 쌍극자 모멘트나 입체 구조가 크게 변화하는 장점이 있으나 반면에 열 안정성이나 광 변환효율이 낮기 때문에 분자수준의 측정을 필요로 하는 계의 광 응답성 유닛으로 이용하기는 어렵다.

○ 이에 반해 디아릴에텐은 높은 열 안정성을 가진 포토크로믹 분자로서 광 조사 후에 생성되는 착색체가 고온에서도 안정하게 존재할 수 있으므로 광 내구성이 높은 분자 설계를 통해서 100%에 가까운 이상적인 광전 변환효율을 달성할 수 있다.

○ 본고는 디아릴에텐의 π공액계 변화에 수반하는 스위칭, 특히 금 나노입자 표면에 수식된 경우의 광 스위칭에 따른 도전성 제어에 대하여 소개한 것으로 디아릴에텐의 광 조사에 의한 결합 상태의 변화, 즉 π공액계의 재조합에 대하여 검토하고, π공액 길이의 장단에 따른 색조의 차이는 물론 π공액계의 연결에 의해 전기적 상호작용이 스위칭되는 것을 확인하였다.

○ 광 스위칭 재료는 분자 레벨에서의 변화를 재료 특성으로 검지할 수 있는 특징을 가진 분자로서, 초고속 응답성을 이용하여 초고속, 대용량의 광통신, 광컴퓨터에 등에 응용되고 있다. 본고는 고성능화, 고기능화되고 있는 광 디바이스 개발에 유용한 참고자료가 될 것으로 믿는다.

저자: Kenji Higashiguchi, Kenji Matsuda
자료유형: 학술정보