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2-3. 소프트 하이브리드 신개념 소자 개발

| 연구참여자

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이름 :조정호
소속 :성균관대학교
전화 :031-299-4165
이메일 :jhcho94@skku.edu
홈페이지 :https://sites.google.com/site/jhcho9400/
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이름 :김상우
소속 :성균관대학교
전화 :031-290-7352
이메일 :kimsw1@skku.edu
홈페이지 :http://home.skku.edu/~nesel/
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이름 :임병권
소속 :성균관대학교
전화 :031-290-7386
이메일 :blim@skku.edu
홈페이지 :http://nano.skku.edu
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이름 :김연상
소속 :서울대학교
전화 :031-888-9131
이메일 :younskim@snu.ac.kr
홈페이지 :http://www.snunml.com/

| 연구목표

[소프트 하이브리드 전자소자]
- 하이브리드 이종접합 구조체를 통한 고성능의 스위칭, 메모리 및 광검출 소자 구현
- 투명 고성능 스위칭 소자를 위한 신개념 산화물 박막 다이오드 구현
[소프트 하이브리드 에너지 발전 소자]
- 다양한 특성의 나노소재의 융합을 통합 소프트 하이브리드 에너지 발전 소자 개발
- 유체이온동력학 특성을 이용한 소프트 에너지 발전소자 개발
[소프트 일렉트로닉스용 유연/신축 전극]
- 나노소제 합성 및 최적화를 통한 소프트 일렉트로닉스용 유연/신축 전극소재 개발

| 연구내용

Topic 1. 소프트 하이브리드 전자소자

- 유/무기물 및 2차원 소재를 활용한 기능성 이종접합 하이브리드 구조체 구현
- 하이브리드 구조체를 이용한 수직형의 고 기능성 다이오드, 트랜지스터 및 각종 기반소자 개발
- 하이브리드 구조체 소자에 기반 한 생체신호 센서, 메모리 및 광 검출 소자의 구현
- 산화물 이종접합을 이용한 신개념 투명 다이오드 및 기본 응용회로 소자 개발
- 투명 다이오드 기반 신개념 멀티 레벨 스위칭 소자 개발


[그림] 그래핀 하부 도핑을 이용한 그래핀-유기반도체 쇼트키 장벽 트랜지스터

Topic 2. 소프트 하이브리드 에너지 발전 소자

- 나노소재의 전기적, 물리적 특성 및 2D물질의 특성 제어를 통한 정전에너지 특성 평가
- 압전/정전/강유전, 광전 등의 특성을 가지는 나노소재의 융합을 통한 특성 평가
- 융합된 나노소재를 기반으로 한 소프트 하이브리드 발전 소자 개발 및 최적화
- 물흐름 이온동력학 기반의 신개념 에너지 소자 개발 및 최적화


[그림] 기계적 에너지와 열에너지에 의한 단일 소자의 출력 및 하이브리드 매커니즘

Topic 3. 소프트 일렉트로닉스용 유연/신축 전극

- 나노구조체 기반 유연/신축 전극 소재 합성 연구
- 나노소재 표면제어 및 전극화 기술 개발
- 유연/신축 전극 평가 및 성능 최적화 기술 연구
- 하이브리드 에너지/전자 소자 지향형 계면 및 기계적/전기적 특성 제어 연구


[그림] Organic-free 은 나노와이어 합성 및 이의 응용

| 기대효과

- 유/무기물 및 2차원 소재를 활용한 기능성 하이브리드 이종접합 구조체와 이를 이용한 수직형 전자소자를 통해 나노미터 수준의 소프트 일렉트로닉스용 전자 소자를 제작하고 이를 통한 투명 유연한 웨어러블 디바이스 제작이 가능할 것으로 기대됨.
- 하이브리드 에너지발전 소자 개발을 통해 나노전자소자, 나노광소자, 나노바이오 소자 등과 결합하여 지속적으로 자가 구동이 가능한 소자 개발이 가능할 것으로 사료됨.
- 이온동역학 기반의 새로운 에너지 수확 기술은 자연의 다양한 물 흐름을 이용한 다양한 신개념 에너지 발전 소자 개발이 가능함.
- 하이브리드 전극소재를 이용하여 단일소재 전극의 전기적, 기계적 특성의 한계를 극복할 수 있는 유연소자의 제작이 가능할 것으로 기대됨.

| 대표연구실적

1. E. Lee, J. Lee, J. ?H. Kim, K. ?H. Lim, J. S. Byun, J. Ko, Y. D. Kim, Y. Park, Y. S. Kim, Nature Commun. 2015, 6, 6785.
2. Q. Sun, W. Seung, B. J. Kim, S. Seo, S. ?W. Kim, J. H. Cho, Adv. Mater. 2015, 27, 3411.
3. B. J. Kim, E. Hwang, M. S. Kang, J. H. Cho, Adv. Mater. 2015, 27, 5875.
4. Y. Choi, J. Kang, D. Jariwala, M. S. Kang, T. J. Marks, M. C. Hersam, J. H. Cho, Adv. Mater. 2016, 28, 3742
5. D. H. Ho, Q. Sun, S. Y. Kim, J. T. Han, D. H. Kim, J. H. Cho, Adv. Mater. 2016, 28, 2601