분자를 카펫 구조로 배열하는 새로운 유기 박막 성장체계가 발견돼 주목받고 있다.

부경대학교 김주형 교수(화학공학과)는 3일 울산대학교 정재훈 교수(화학과), 일본 이화학연구소(RIKEN) 김유수 종신 주임연구원 등과 공동으로 논문 'Seamless growth of a supramolecular carpet'을 세계적 학술지인 '네이처' 자매지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재했다.

김 교수는 제1저자로 참여한 이번 연구에서 유기 박막(유기 분자로 이루어진 얇은 필름)을 금속 표면에서 균일하게 배열할 수 있는 성장 체계인 '분자 카펫 구조'를 발견해 제시했다.

그는 대칭 모양의 마름모형 유기 분자들과 정전기적 인력을 이용해 박막 성장 체계를 디자인함으로써 높은 균일성을 가진 분자 카펫 구조를 만들어냈다. '방석'이라고 할 수 있는 분자들이 스스로 배열돼 '카펫'이라는 박막을 이루는 구조다.

유기 소자를 만들 때 금속 표면의 굴곡이나 불순물 등 다양한 구조적 결함이 유기 박막의 균일한 성장을 방해해 소자의 성능을 떨어뜨리는데, 카펫 구조의 유기 박막은 금속 표면의 결함에 상관없이 균일하게 성장하는 것으로 나타났다.

김 교수는 "카펫 구조의 유기 박막을 이용하면 유기발광다이오드(OLED)나 유기박막트랜지스터(OTFT) 등 차세대 유기 소자의 효율과 특성을 보다 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.