레이저 기술 로 유연 전자 소자 상용 화 빛 밝힌다 
 - 기계 연 최지연 박사 연구 팀 , 펨토 초 레이저 로 유기 박막 의 전하 이동도 2 배 향상 - 
 - 저렴 한 유연 전자 소자 상용 화 로 사회 적 약자 돕 는 다양 한 제품 만든다 - 
 한국기계연구원 ( 원장 박천홍 ) 광 응용 기계 연구실 최지연 박사 연구 팀 이 펨토 초 레이저 ( femtosecond laser ) 를 이용 하 여 OLED 같 은 유기 전자 소자 에 사용 되 는 유기 박막 의 전하 이동도 를 2 배 이상 향상 시키 는 기술 개발 에 성공 했 다 . 
 기계 연 연구 팀 과 부산 대학교 김효정 교수 , 포항 가속기 연구소 ( 소장 고인수 ) 이현 휘 박사 공동 연구 팀 은 유기 전자 소자 의 유기 박막층 에 펨토 초 레이저 빔 을 조사 하 여 소자 내부 분자 정렬 에 변화 를 주 는 방법 을 개발 했 다 . 
 ▲ 연구 팀 은 펨토 초 레이저 빔 의 강도 에 따라 전도성 유기 박막 ( P 3 HT : PCBM ) 의 표면 에 나타난 변화 를 원자 힘 현미경 ( AFM ) 으로 측정 하 며 최적 의 레이저 조건 을 발견 했 다 . 
 구불구불 한 도로 보다 직선 도로 에서 자동차 의 속도 가 증가 하 듯이 레이저 를 쏘인 소자 내부 분자 들 이 레이저 빔 의 편광 * 방향 에 따라 정렬 방향 을 바꾸 면서 전하 이동 이 빨라져서 전하 이동도 가 2 . 4 배 가량 증가 한 것 이 다 . 이 에 따라 유기 전자 소자 의 효율 을 약 2 배 향상 시킬 수 있 을 것 으로 기대 된다 . 
 유기 전자 소자 는 우리 생활 속 에서 쉽 게 볼 수 있 는 투명 한 플라스틱 파일 홀더 같 은 재질 을 떠올리 면 이해 하 기 쉽 다 . 반도체 웨이퍼 에 쓰이 는 실리콘 소자 같 은 무기 전자 소자 보다 제조 방식 이 간단 하 고 , 가격 이 저렴 할 뿐 아니 라 다양 한 재료 를 활용 할 수 있 어 OLED , 유기 태양 전지 , 바이오 소자 , 웨어 러블 디바이스 등 다양 한 분야 에 활용 될 것 으로 기대 를 모은다 . 하지만 효율 이 낮 다는 한계 가 있 어 이 를 해결 하 기 위한 다양 한 연구 가 이뤄지고 있 다 . 
 ▲ 펨토 초 레이저 를 조사 하 자 유기 전자 소자 박막 ( P 3 HT : PCBM ) 의 고분자 들 이 레이저 방향 으로 재 정렬 된 모습 과 레이저 가공 전 / 후 의 전하 이동도 를 측정 한 결과 를 그래프 로 나타냈 다 . 전하 가 이동 하 기 더 유리 한 위치 로 정렬 된 ( 떠오른 ) 부분 의 전류 값 이 크 게 높 아 진 것 을 볼 수 있 다 . 
 연구 팀 은 펨토 초 레이저 빔 을 유기 전자 소자 박막 에 조사 하 자 분자 사슬 이 레이저 의 편광 방향 으로 정렬 되 는 것 을 발견 했 다 . 마치 도미노 블록 들 이 나란히 서 있 다가 손 으로 톡 치 면 일정 한 방향 으로 기울 어 넘어지 는 것 과 비슷 하 다 . 흩어져 있 던 고분자 사슬 들 이 레이저 를 조사 하 면 편광 방향 으로 구조 가 바뀌 게 되 고 , 이러 한 구조 를 통해 전하 이동도 가 향상 된다 . 
 펨토 초 레이저 는 펄스 지속 시간 이 1000 조분 의 1 초 에 불과 한 아주 짧 은 펄스폭 의 레이저 다 . 빛 이 1 초 에 지구 를 7 바퀴 반 돈다고 할 때 10 펨토 초 동안 에 이동 할 수 있 는 거리 는 고작 3 마이크로미터 ( ㎛) 에 불과 할 정도 로 짧 다 . 아주 적 은 에너지 만 있 어도 순간 , 높 은 강도 로 물질 내 의 전자 와 반응 하 여 에너지 를 전달 할 수 있 어 열 에 취약 한 유기 재료 의 성질 을 바꾸 는 데 아주 유용 하 다 . 
 기계 연 최지연 박사 는 “ 유기 전자 소자 는 가격 이 저렴 하 고 작 은 전력 으로 도 충전 이 가능 한 것 이 가장 큰 장점 ” 이 라며 “ 어린이 나 노인 을 위해 작 은 전력 으로 도 작동 하 는 비상 알림 벨 이나 가방 에 부착 할 수 있 는 안전 표식 등 다양 한 제품 으로 활용 될 수 있 을 것 ” 이 라고 말 했 다 . 
 한편 이번 연구 는 한국 산업 기술진 흥원 의 국제 공동 기술 개발 사업 ( 유레카 클러스터 ) 과 한국연구재단 의 ( 구 ) 기본 연구 지원 사업 의 지원 을 받 아 수행 됐 다 . 
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