체내이식형 다이오드 부품 개발

GIST, 0.6V에서도 전류밀도가 3만 A/㎠.. 세계 최고 수준

GIST 연구진이 개발한 정류소자의 아날로그 신호 처리 회로를 측정하고 있다. GIST 제공

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 윤명한 교수팀이 영국 임페리얼 컬리지 런던(ICL)의 마틴 히니 교수팀과 공동연구를 통해 세계 최고 수준의 전류밀도를 갖는 수계전해질 다이오드 부품을 개발했다.

11일 연구진에 따르면, 유기물 혼합형 전도체 기반의 유기물 전기화학 다이오드는 0.6V 수준의 낮은 전압 범위 내에서도 3만 A/㎠ 수준의 높은 전류밀도를 갖는 소자를 만드는데 성공했다. 윤명한 교수는 "이 부품은 차세대 체내이식형 생체전자부품 개발에 크게 이바지할 것"이라고 말했다.

일반적인 유기물 기반 다이오드는 p형-n형 유기물 반도체의 접합이나, 금속-유기물 반도체의 접합 등을 통해 만든다. 반면, 정교한 에너지 준위 제어를 필요로 하며 낮은 구동 안정성 및 낮은 전류특성을 갖는 단점이 있다.

연구진은 간단한 패터닝만으로도 구현이 가능한 비대칭 활성층 제작에 따른 집중, 분산된 도핑, 디도핑 현상으로 새로운 전류 정류 소자를 선보였다.

이를 컴퓨터 수치해석을 이용해 구현 가능성을 확인했다. 새롭게 제시한 소자 작동 중 실시간 광학적 전위 매핑 기술을 이용해 활성층 내 전위 분포를 실험적으로 측정 및 수치해석 결과와 비교해 작동 메커니즘을 밝혀냈다.

이번 연구결과는 과학기술 전문 권위지인 '어드벤스드 머티어리얼즈(dvanced Materials)' 온라인에 1월 10일 게재됐다.