액정 유기 반도체 박막 트랜지스터의 구조-성능 관계

액정 유기 반도체(LCOSC)는 높은 전하 이동도와 열 안정성 덕분에 차세대 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET) 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 액정상 전이점 이상의 열처리는 소자 성능을 저하시키며, 구조와 성능 간의 관계는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 우수한 전하 수송 특성을 보이는 2-데실-7-페닐-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜을 대상으로, 가열 조건에 따른 박막 내 응집 구조를 X선 회절, 적외선 분광법, 원자간력 현미경을 통해 분석했습니다. 동시에 OFET 이동도를 측정하여 구조적 특성과 비교 분석했습니다. 비교 분석 결과, OFET 성능 저하의 원인이 되는 결정학적 및 형태학적 무질서를 규명했습니다. 이는 액정상 전이 후 상온으로 냉각되어도 뒤집힌 분자들이 다결정 박막 내에 부분적으로 잔류하기 때문입니다. 즉, LCOSC의 OFET 이동도는 박막 결정성에 의해 좌우되며, 알킬 측쇄의 형태학적 질서화는 필수적이지만 충분 조건은 아님이 밝혀졌습니다. 이러한 결과는 LCOSC에서 명확한 구조-성능 관계를 제시하며, 고이동도 OFET 소자 제작 기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.