본 기술은 융점 223℃인 P3HT 박막을 융점보다 낮은 200℃에서 10~30분 가열한 뒤 0.6℃/min의 일정한 속도로 실온까지 서냉하여 폭 20~40nm의 나노리본 구조를 형성하는 열처리 방법입니다. 재결정화가 냉각 과정에서 일어난다는 점에 착안해 등온 유지 시간보다 냉각속도를 핵심 변수로 제어합니다.
P3HT 박막은 별도 처리 없이는 분자 구조가 이상적이지 않아 고성능 소자 제작에 한계가 있었고, 열적·용매 어닐링 같은 후처리도 조건이 과하면 디웨팅이나 모폴로지 손상을 일으켰습니다. 기존 연구는 가열 온도와 시간 위주로 조건을 잡았을 뿐 냉각속도가 결정화에 미치는 영향을 체계적으로 활용하지 못한 한계가 존재했습니다.
본 기술은 박막을 녹이지 않는 온도에서 분자 이동성만 부여한 뒤 냉각속도를 정밀하게 낮춰 분자 배향·정렬성·결정화도를 함께 끌어올리고, 평균 전계효과 이동도 3.1×10-3cm2V-1s-1의 트랜지스터를 구현합니다. 용액 공정 유기 전계효과 트랜지스터, 유기 광전지, 유기 발광 소자의 활성층 제조에 적용될 수 있어 디웨팅 위험 없이 냉각 프로파일 설정만으로 박막 결정 품질을 재현성 있게 맞출 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 π-전자분자 기반 n차원 나노구조체의 전하이동 메카니즘 분석 지원을 통해 개발되었습니다.
N/A
