차세대 반도체 연구에 또 하나의 성과가 나왔다. 

충남대학교 송슬기 교수팀과 서울과학기술대학교 이은호 교수팀이 쯔위터(Zwitter) 이온 물질을 활용해 유기 전기화학 트랜지스터(OECT)의 장기 안정성과 비휘발성을 확보하는 전략을 공개했다.

이번 성과는 국제 저명 학술지 Advanced Functional Materials(IF 19.0)에 7월 31일자로 게재됐으며, 충남대 전영운 석사과정과 서울과기대 이동화 석사과정이 공동 1저자로 참여했다.

연구팀은 기존 OECT가 안고 있던 문제, 즉 전기 이중층의 빠른 붕괴로 인한 구동 불안정을 해결하기 위해 이온성 액체 전해질에 쯔위터 이온을 도입했다. 이 물질이 가진 강한 분극성과 이온 상호작용 덕분에 전기 이중층이 효과적으로 제어됐고, 결과적으로 MNIST 데이터 기반 ANN 시뮬레이션에서 94.88%라는 높은 정확도를 달성했다.

특히 이번 공정은 기존의 독성 용매(DMF, DMSO 등)를 쓰지 않고 친환경적 제작 방식을 활용해 의미를 더했다. 여기에 '흐르는 고체' 특성을 적용해 장기 안정성과 디바이스 형상 유지 능력까지 확보, 차세대 뉴로모픽 칩은 물론 바이오센서·웨어러블 IoT 기기 등 다양한 응용 가능성이 열렸다.

송슬기 교수는 "쯔위터 이온의 독특한 분극성과 상호작용이 트랜지스터 성능을 크게 향상시킨 것이 흥미로웠다"며 "이번 성과를 토대로 광전자 소재, 배터리 등 더 넓은 영역으로 연구를 확장하겠다"고 강조했다. /대전=이한영기자