중앙대학교는 "융합공학부 왕동환 교수와 장웅식 박사과정 재학생(제 1저자) 연구팀이 '비플러렌계 전자 수용체 기반의 차세대 광센서용 포토다이오드' 구현에 성공했다."고 밝혔다. 

'비플러렌계 전자 수용체'는 빛 흡수 능력이 뛰어나 흡광 영역이 넓다. 또한 구조 및 합성 방법을 다양하게 조절해 최적의 소재 개발이 가능하다. 이 때문에 유기태양전지 분야에 널리 활용되고 있다.

그러나 플러런계에 비해 노이즈 신호 제어 문제 등 낮은 성능으로 인해 유기반도체 기반 포토디텍터 분야에는 적용이 어려웠다.

연구팀은 나노소재 및 소자의 최적 구조 디자인으로 광신호에 의해 형성된 전하를 효과적으로 분리하고, 역방향 전하 흐름을 억제할 전자 수용체 물질을 도입함으로써 박막형 유기반도체 광센서의 성능을 향상시켰다.

'비플러렌계 전자 수용체'는 플러렌계와 대비해 암전류를 수십배 억제할 수 있으며, 높은 흡광 능력으로 반응 신호를 향상시킨다.

또한 빠른 응답속도와 넓은 응답대역 등 기존과 차별화된 우수한 성능을 보인다. 열, 전기 등 외부 스트레스에 대한 구동 안정성까지 확인했다. 

중앙대 왕동환 교수는 "이번 연구는 차세대 이미지 센서 기술을 제시하는 계기가 될 것"이라며 “스마트폰, 산업용 카메라의 화질 개선, 자율주행차 카메라의 정확도 및 반응속도 향상 등 다방면에서 폭넓게 활용될 것으로 기대한다.”고 밝혔다.

한편, 중앙대 연구팀이 부산대 전일 교수팀과 공동으로 발표한 이번 논문 ‘비플러렌계 전자 수용체 기반 유기 광전자소자의 노이즈 제어, 반응 신속성, 안정적 구동 구현’은 재료 분야 저명 학술지인 'Advanced Functional Materials'의 8월 11일 온라인판에 게재됐고, 최신호의 표지 논문으로 선정됐다. 

*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=34041
기사 이동 시 본 기사 URL을 반드시 기재해 주시기 바랍니다.