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한국표준과학연구원(원장 박상열)은 임경근 박사팀이 전기화학적 산화공정을 이용해 '수직 구조 유기 트랜지스터'를 개발했다고 16일 밝혔다. 
트랜지스터는 전자기기에서 전하의 흐름을 켜고 끄는 스위치 역할을 한다. 유기 트랜지스터는 무기물이 아닌 화학 반응으로 만들어져 유연하고, 제조 비용도 저렴하다. 
하지만, 아직 상용화 수준은 아니다. 수평으로 배열된 트랜지스터의 전극 때문에 소자 면적이 넓어서 구동전압이 높고 반응시간도 길다. 또한, 구조적인 문제로 전극에 기생하는 정전용량이 커서 성능을 높이는 데 한계가 있다.

임경근 박사와 독일 드레스덴공대 칼 레오 교수 연구팀은 전극과 유기 반도체를 수직으로 쌓아 문제를 해결했다. 전자의 흐름을 수직으로 조절하자 이동거리가 수백 배 짧아지면서 구동속도가 빨라졌다. 

수직 구조에서는 반도체층 내부에 있는 투과전극의 성능이 중요하다. 투과전극은 소자가 켜진 상태에서는 많은 전자를 빠르게 투과하고, 꺼진 상태에선 새는 전류 없이 전하의 이동을 차단해야 한다. 기존의 열 성장 방법 등으로 제작된 투과전극은 미세 나노구조를 제어하지 못해 성능이 떨어진다는 평가를 받는다.

연구팀은 '아노다이징(anodizing) 공정'을 이용해 투과전극을 만들었다. 아노다이징 공정은 감귤류 과일에 있는 시트르산이 희석된 수용액에 투과전극을 넣고 전압을 흘려주는 방법이다.

연구팀의 기술은 투과전극을 통과하는 전자 흐름을 효과적으로 제어하고 누설전류를 1만 배 이상 줄인다. 또한, 비싸고 복잡한 공정 없이 아노다이징 전압의 세기만 조절해 투과전극을 안정적으로 제조해 산업 응용성도 클 것으로 예상된다.