국립한국교통대학교(총장 직무대리 정기만)는 나노화학소재공학과 인인식 교수, 이지훈 교수, 신소재공학과 정용진 교수 연구팀이 폴리실세스퀴옥산의 사이드 체인 엔지니어링을 통해 분극 특성을 향상과 광패터닝, 높은 유전체 성능을 가진 고유전율 폴리실세스퀴옥산을 개발했다고 밝혔다.

유기박막트랜지스터(OTFT) 분야의 급속한 성장에 따라 OTFT를 논리게이트, 메모리, 센서로 구성하는 아날로그 및 디지털 집적회로의 블록으로 활용한 응용 소자 개발이 활발히 진행되고 있다. OTFT는 다양한 특성을 요구하게 되는데 그 중에서도 유전체층과 활성 반도체 채널 사이의 계면에서 전하 수송이 일어나기 때문에 고분자 반도체와 최적의 상용성을 보이는 유전체 개발이 필수적이다. 이러한 부분에서 다양한 후보 물질이 있으나 폴리실세스퀴옥산은 고유전율 유전체를 얻기 위한 용액상 접근이 가능한 무기 폴리머로 가장 주요한 물질이다.

이번 연구성과는 폴리실세스퀴옥산에 에폭시를 도입하여 글리시딜 에폭시 함유 선형 그룹과 부피가 큰 치환족 에폭시 함유 그룹의 두 가지 UV 경화 형 고유전율 폴리실세스퀴옥산을 제조하였다. 개발된 고유전율 유전체는 UV 경화를 통해 성공적으로 패터닝이 가능하였으며, 안정적이며 고유전성 작동도 가능하였다. 이러한 방법은 차세대 통합 전자 장치를 위한 간단하고 저렴함 처리 기술을 실현하는 데 주요한 기술로 사용될 수 있다.

한편, 본 연구는 이공계 대학중점연구소 지원사업, 4단계 BK21 지원사업 (이상 사업단장 인인식 교수) 지원을 통하여 수행되었으며, Wiley-VCH Verlag에서 출판되는 화학 바이오소재 분야 세계적 권위지인 ‘Advanced Functional Materials’(Impact factor: 19.924)에 3월 2일자로 온라인 판 게재되었고, 현재 특허 출원 중이다. 교통에너지융합학과(BK) 박은지 석사과정생이 공동 제1 저자로 연구를 주도하였고, 화학산업연구소의 신수철 박사, G. Murali 박사가 연구에 참여하였다.