2026-10-08삼원계 광활성층 기반 고 안정성 유기 광검출기 연구, 에너지 분야 국제 우수학술지 게재
사진 설명. (왼쪽부터) 임지현 박사, 장웅식 박사 (UCSB), 왕동환 교수
교내 연구진이 최근 주목받고 있는 삼원계 유기반도체 층을 기반으로 강한 전기장 환경에서 발생하는 암전류와 노이즈 신호를 효과적으로 억제하는 원리를 규명했다. 본 기술을 바탕으로 차세대 웨어러블 및 이미지 센서용 고신뢰성 포토디텍터 개발의 새로운 가능성을 제시했다.
창의ICT공과대학 왕동환 교수 연구실 소속 임지현 박사와 미국 캘리포니아대학교 산타바바라(University of California Santa Barbara, UCSB) 소속 장웅식 박사가 참여한 연구가 에너지 분야 국제학술지 ACS Energy Letters (2025년 인용지수 Impact Factor=17.5, JCR 분야 상위 5.7%)에 “Bias-Tolerant Responsivity and Noise Suppression via Ternary Nano-modulation for Multi-functional Organic Photodiodes” 제목으로 온라인 출판됐다.
우리 대학 왕동환 교수와 UCSB 화학과 Thuc-Quyen Nguyen 교수 공동 연구팀은 삼원계 유기반도체의 나노구조와 에너지 준위를 정밀하게 제어해 약 10⁵ V/cm 수준의 강한 전기장에서도 안정적으로 동작하는 유기 광검출기 (Organic Photodetector, OPD)를 개발했다. 유기 광검출기는 유연성과 용액 공정성이 뛰어나 웨어러블 센서와 생체신호 모니터링에 활용 가능성이 높지만, 강한 전기장에서는 암전류와 전기적 노이즈가 증가해 성능이 저하되는 한계가 있었다. 이에 본 연구팀은 PM6:Y12 광활성층에 비풀러렌계 전자수용체 BTP-eC9을 제3의 성분으로 도입한 삼원계 구조를 설계해 이를 획기적으로 개선했다.
사진 설명. 고안정성 삼원계 유기 광검출기 모식도 및 전기장 환경 기반 구동 안정성 분석.
본 기술을 통해 광검출기 내 에너지 준위와 분자 배열이 최적화되면서 전하 트랩과 누설전류가 감소했고, 이에 따라 암전류와 전기적 노이즈가 효과적으로 억제됐다. 또한 광응답 속도와 신호대잡음비가 향상돼 강한 전기장에서도 안정적인 광검출 성능과 신뢰성을 확보했다.
왕동환 교수는 “이번 연구는 고신뢰성 유기 광검출기 구현을 위한 핵심 설계 전략을 제시한 것으로, 향후 웨어러블 및 이미지 센서를 비롯한 다양한 차세대 광전자소자의 성능과 신뢰성 향상에 기여할 것으로 생각한다”고 전했다. 본 연구 성과는 한국연구재단 중견연구자지원사업 및 넷제로 구현을 위한 초격차태양전지개발사업의 지원으로 수행됐다.
# 문의 : 중앙대 왕동환 교수 TEL: 02-820-5074 / Website: https://sites.google.com/view/onml
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2022-02-03학부/대학원 특별세미나(2022.02.09. 오후 5시, zoom 발표)- Nagoya 대학교 Ryuji Kato 교수
특별 초청 세미나 (zoom)
(1) 일시: 2월 9일 (수) 오후 5시 부터
(2) 줌 링크:
Zoom link
https://cau.zoom.us/j/85233012015?pwd=c1puNHBYYjhPbXhFVXBhYmZpZGpNZz09
ID: 852 3301 2015
PWD: 961266
(3) 제목: Engineering challenges to illuminate the dark-side of regenerative therapy
(4) 연사: Ryuji Kato 교수 (Nagoya University, Graduate School of Pharmaceutical Sciences)
(5) 참고사항
-초록 및 연사 정보는 첨부 참조
-융합공학부 바이오메디컬공학전공 최종훈 교수 초청
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