과하게 함으로써 수십만 배 이상 확대해 관찰할 수 있는 현미경
*** 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT): 물질, 분자 내부에 전자가 들어있는 모양과 그 에
너지를 양자역학으로 계산하기 위한 이론의 하나이다. 이를 통해 어떤 분자가 세상에 존재할 수 있
는지 없는지의 여부, 특정 분자의 모양과 성질 등을 예측할 수 있다. 컴퓨터를 사용하는 과학 계산
들 중에서 가장 널리 쓰이는 양자역학 계산 분야 중 하나이다.
□ 비휘발성 유기 메모리 물질은 가볍고 투명하며 유연하여, 차세대 전자기기
응용분야의 핵심 소재로 각광받고 있다. 이러한 비휘발성 유기 메모리 물질
의 중요성에도 불구하고 유기물 반도체가 전하 이동도가 낮고, 실온 영역(섭
씨 30도 이하)에서 급격한 저항 변화 특성을 갖는 물질이 전무하기 때문에
재료 개발 및 상용화가 늦어지고 있다.
∘ 최근 비휘발성 유기 메모리를 구현하기 위해 강유전성 고분자(Feroelectric
polymer)* 재료 개발 및 소자개발 연구들이 진행되고 있으나, 급격한 저항
변화를 얻어낼 수 없어(on/off ratio 가 ~ 100) 한계점을 보이고 있다.
* 강유전성 고분자(Feroelectric polymer): 외부에서 전기장이 가해지지 않아도 분극이 생기는 현상을
유지하는 고분자
□ 본 연구에서는 먼저 유기물 반도체의 높은 전기적 특성 특성을 확보하기 위해
분자량이 다른 비전도성 첨가제 폴리스티렌(poly styrene)을 고성능 단분자
유기 반도체인 C8-BTBT(Benzothienobenzothiophene) 물질과 혼합하여 얇은
박막을 형성한 후, 용매 기상 열 처리법을 통해 단결정 막대를 제작하였다.
∘ 엑스선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy)을 통해 폴리스
티렌의 분자량이 매우 큰 경우에는 평형상태에 도달한 안정한 C8-BTBT
단결정이 형성되지만, 상대적으로 분자량이 작은 경우에는 C8-BTBT 분자
가 약간 틀어진 준안정 결정이 형성되는 것을 알 수 있었다. 안정한
C8-BTBT 단결정은 온도에 따른 전기적 특성변화를 보이지 않았지만 준안
정 C8-BTBT 결정물질은 온도가 상온에서 –20도 까지 내려감에 따라 저항
이 10만 배 이상 감소하였으며, 온도를 올리게 되면 10도의 히스테리시스를
갖으며 본래의 저항으로 회복됨을 알 수 있었다. 이 같은 현상은 매우 높은
재현성을 갖으며 20 볼트(voltage)까지 안정적으로 동작함을 확인하였다.
∘ 실시간 온도 변화에 따른 GIWAXS 측정방법과 투과전자현미경 분석법을 통
해 안정한 C8-BTBT 단결정은 온도에 따라 결정구조 및 분자구조가 달라