김충익

메탄의 낮은 수용액 용해도는 메탄올 생물학적 전환과 안전한 수송에 주요 제약으로 작용합니다. 본 기술은 당류를 활용하여 상온·상압 환경에서 수용액 내 메탄 용해도를 최대 115%까지 획기적으로 향상시키는 방법을 제안합니다. 당류가 수용액의 표면장력을 효과적으로 낮춰 메탄 가스의 용해 및 포집을 극대화하며, 특히 단당류인 프룩토스가 가장 우수한 성능을 보입니다. 이 혁신적인 방법은 메탄영양세균 배양액, 폐수 처리, 에너지 수송 등 다양한 산업 분야에서 메탄 활용 효율을 증대시키는 데 기여할 것입니다.

기존 트랜지스터는 외부 환경(금속 이온, 기체)에 취약하여 성능 저하 및 불안정성 문제가 있었습니다. 특히 고온 진공 공정의 높은 비용과 유연 기판 적용의 어려움도 존재했습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자 도핑된 유기물 박막을 포함하는 혁신적인 트랜지스터 기술을 제안합니다. 이 기술은 유기물층에 도핑을 적용하여 금속 이온 침투 및 외부 기체 유입을 효과적으로 차단하며, 동시에 전하 전달을 원활하게 하여 소자의 전기적 특성을 정교하게 조절합니다. 저온 용액 공정으로 제작 가능하여 기존 공정의 단점을 보완합니다. 실제 실험을 통해 구리 이온 침투 저해, 향상된 전기적 및 환경적 안정성, 현저히 개선된 접촉 저항, 그리고 이동도, 문턱전압, 점멸비 등 전반적인 소자 특성 제어 효과가 입증되었습니다. 이 기술은 디스플레이, 반도체, 태양전지 등 다양한 전자소자에 응용되어 고성능 및 고안정성 소자 구현에 크게 기여할 것입니다.

우주, 원자력 발전소 등 고방사선 환경에서 전자기기 오작동 및 성능 저하가 심각한 문제입니다. 본 발명은 방사선에 의한 반도체 소자 특성 변화의 핵심 원인인 산소 빈격자점 생성을 억제하는 혁신적인 금속산화물 반도체 소재 선별 방법을 제공합니다. 특히, 주석(Sn)을 함유한 산화물 반도체 소재(예: ZTO)가 탁월한 방사선 저항성을 가짐을 밝혀냈습니다. 이 기술을 적용하여 개발된 고내구성 박막 트랜지스터(TFT) 및 전자기기는 극한 방사선 환경에서도 안정적인 작동을 보장하여, 전자기기 수명 연장과 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있습니다.

우주, 원자력 발전소, 의료 및 보안 기기 등 방사선 노출 환경에서 전자기기의 성능 저하 및 수명 단축은 심각한 문제로 대두되고 있습니다. 기존 실리콘 기반 소자는 이러한 극한 환경에서 안정적인 구동에 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 위해 ZITO(zinc-indium-tin oxide)를 함유하는 방사선 저항성 금속산화물 반도체 조성물과 그 제법 및 용도를 제안합니다. 이 ZITO 기반 반도체는 양성자선, 감마선, 엑스선 등 다양한 전리 방사선에 대해 뛰어난 저항성을 발휘합니다. 특히, Zn:In:Sn의 최적 조성비(4~2:1:1)를 통해 방사선에 의한 산소 빈격자점(oxygen vacancy) 생성을 억제하고, 소자의 전기적 특성 변화를 최소화하여 장치 수명 및 신뢰성을 획기적으로 향상시킵니다. 이 기술이 적용된 박막 트랜지스터(TFT) 및 전자기기는 우주 항공, 원자력, 의료 진단 및 보안 분야 등 고신뢰성이 필수적인 환경에서 안정적인 작동을 보장하며, 플렉서블 디스플레이 등 차세대 전자기기에도 광범위하게 활용될 수 있습니다. 본 발명은 극한 환경용 전자기기 개발에 새로운 지평을 열어줄 것입니다.

본 발명은 고성능 유기 전자소자 개발을 위한 D-A-D 구조 유기 반도체 및 이를 활용한 트랜지스터 기술을 제안합니다. 기존 유기 반도체의 한계를 극복하고, 화학식 1의 화합물을 기반으로 한 새로운 유기 반도체는 양극성 전하 수송 거동을 보이며 높은 전자 이동도를 제공합니다. 특히, 용액 전단 공정으로 박막을 형성할 수 있어 생산 효율성을 높이고 다양한 전자 소자에 쉽게 적용할 수 있습니다. 본 기술은 차세대 디스플레이, 센서, 웨어러블 기기 등 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 기반의 혁신적인 전자 소자 개발에 기여할 것입니다. 연구 개발에 관심 있는 기업 및 기관의 적극적인 기술 이전을 통해 미래 전자 산업의 발전을 이끌 수 있습니다.

기존 소자 성능 측정 방식은 방사선 조사 후 측정되어 소자 작동 중 실시간 특성 변화를 파악하기 어려웠습니다. 특히 우주 환경의 방사선에 노출되는 전자 소자의 안정성 평가에 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발되었습니다. 진공 챔버 내에서 방사선을 조사하는 동시에 소자의 전기적 특성을 실시간으로 측정하는 장치 및 방법을 제공합니다. 특수 설계된 피드 어댑터를 통해 진공 상태를 안전하게 유지하면서도 측정 대상 소자와의 안정적인 전기적 연결을 보장합니다. 이를 통해 방사선 환경에서의 전자 소자 성능 저하를 즉각적으로 분석하고, 더욱 신뢰성 높은 소자 개발에 기여합니다.