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국립한국해양대·국립부경대 공동 연구팀, Nanoscale 표지논문 선정
국립한국해양대학교(총장 류동근)와 국립부경대학교(총장 배상훈) 공동 연구팀 (한국해양대 나노반도체공학전공 전영태 교수, 부경대 차세대반도체공학전공 이지열 교수)의 연구가 영국 왕립화학회(The Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 나노기술 분야의 권위 있는 학술지인 나노스케일(Nanoscale, IF:5.1)에 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 2025년 10월14일 게재되었다. 논문 제목은 ‘Aligned conjugated polymer nanowires for enhanced performance in organic transistors and neuromorphic devices’로, 고분자 반도체의 분자 정렬을 극대화한 나노와이어 구조를 이용해 유기 트랜지스터 및 뉴로모픽 소자의 성능을 획기적으로 향상시킨 연구 성과를 담고 있다.
공동 연구진은 자가정렬 패터닝 기법을 활용해 정렬도가 높은 고분자 나노와이어를 형성하는 새로운 공정 기술을 개발하였으며 이는 기존 박막 구조에서 발생하던 고분자 반도체 내부의 분자 배열 무질서 문제를 근본적으로 해결하며, 전하 수송 경로를 개선하고 전해질 이온이 소자 내부로 쉽게 침투할 수 있는 개방형 구조를 만들어 전자적·이온적 성능을 동시에 강화하는 데 중요한 역할을 했다. 이 기술을 적용해 제작된 고분자 나노와이어 트랜지스터는 기존 스핀코팅 방식 대비 이동도가 100배 이상 향상되었고, 문턱전압 및 On/Off 특성에서도 뚜렷한 개선이 확인되었다. 또한 유기 전자화학 트랜지스터(OECT)에서는 채널 전 영역에 이온이 도달하는 Volumetric Doping 현상이 구현되어 Transconductance가 6배 이상 증가하는 등 고성능이 입증되었다. 나노와이어 기반의 뉴로모픽 시냅스 소자는 펄스 수, 전압, 펄스 폭 변화에 따른 모든 자극 조건에서 더 강한 EPSC 반응과 우수한 장기기억(LTM) 특성을 보여 실제 생물학적 시냅스의 동작에 보다 근접한 아날로그 가중치 변조 능력을 나타냈다.
국립한국해양대 윤진석 학생이 나노와이어 기반 소자 제작 및 전기적 특성 분석에 대한 과정을 담당했으며, 국립부경대 정원빈 학생이 개발된 소자를 이용한 뉴로모픽 동작 평가를 수행해 표지논문 선정에 핵심적인 기여를 했다. 두 대학의 협력과 학생 연구자들의 적극적인 참여가 결실로 이어진 사례로 평가된다.
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