김태경 고분자 과학과 기술 제 28 권 2 호 2017년 4월 129 그림 7. a Au 금속 전극과 그래파이트 전극 사이에 형성된 단일 분자 접합 구조의 모식도, b 이산화 규소 SiO2 표면 위에 형성된 그래파이트 조각과 Au 전극의 광학 현미경 사진, c 벤젠링의 개수에 따른 단일 분자 전도도 그래프, d 단일 분자 전도도 히스토그램.1 Reproduced with permission of Proc. Natl. Acad. Sciences. Copyright 2014 National Academy of Sciences. 그림 8. a Au 팁 전극와 그래파이트 전극 사이의 단일 분자로부터 관찰된 정류 효과 rectification effect 안의 그림은 서로 다른 방향을 가지고 인가된 전압을 나타냄, b 외부 전압이 변할 때 Au 팁 전극과 그래파이트 전극의 화학 전위 chemical potential 값에 대한 단일 분자의 에너지 레벨 변화, c n=3인 단일 분자 접합의 피에조 움직임에 따른 전도도 변화 그래프. 외부 전압의 극�...

특 집 고분자 과학과 기술 제 28 권 2 호 2017년 4월 131 액체 금속 전극을 이용한 분자전자 공학 연구 Study in Molecular Electronics Using Liquid Metal-Based Electrode 윤효재 | Hyo Jae Yoon Department of Chemistry, Korea University, 145 Anam-ro, Seongbuk-gu, Seoul 02841, Korea E-mailhyoon@korea.ac.kr 윤효재 2005 서강대학교 화학과 학사 2010 노스웨스턴대학교 화학과 박사 2016-현재 고려대학교 화학과 조교수 1. 서론 분자전자 공학의 시작실리콘 기반의 반도체 산업은 지난 반세기 동안 고집적화된 소자를 개발하는데 막대 한 비용과 시간을 투자하였고, 그 결과 반도체 소자는 우리 삶에 막대한 영향을 끼치고 있다. 무어 Moore 의 법 칙에서 예견하였듯이 소자의 고집적화 정도가 한계에 다다르면서 나노미터 단위의 물질에서 발생하는 양자역 학적 전하 이동 현상을 고려하지 않을 수 없게 되었다. 이러�...

윤효재 고분자 과학과 기술 제 28 권 2 호 2017년 4월 133 그림 2. n-알케인싸이올 n-Alkanethiol 의 자기 조립 단분자층 self-assembled monolayer, SAM 을 포함하는 접합 구조체 제작. 왼쪽AgTS/SAM// Ga2O3/EGaIn 접합을 형성했을 때의 사진. 오른쪽해당 접합 구조체의 분자 수준의 구조를 보여주는 개략적인 그림. 갈륨-인듐 공융 화합물 EGaIn 의 산화막과 유기 분자 박막 사이에는 반데르 발스 계면 van der Waals interface 이 존재하며, “//” 기호로 표시한다. 은 위에 생성된 n-알케인싸 이올 단분자층과의 기하학적 접촉면 geometrical contact area 은 보통 50 μm2이다. AgTS는 template-stripping 방법으로 제작된 평평한 은 표 면을 의미한다. 현성 있게, 유기 박막의 손상을 최소화하면서 구현할 수 있나 이다. 표면 위에 금속 물질을 도입하기 위해 일반적으로 사용 되는 증착 evaporation 방법으로는...

윤효재 고분자 과학과 기술 제 28 권 2 호 2017년 4월 135 그림 5. a AgTS/SCn//Ga2O3/EGaIn 접합에서 측정된 log|J V=±0.5 V | 과 n-알케인싸이올 SCn 단분자층 두께 간의 연관성을 보여주는 그래프, AgTS는 template-stripping 방법에 의해 제작된 매우 평평한 은 Ag 표면을 의미한다. b 다양한 접합 기술들 즉, 다양한 상위전극들 에 의해 측정된 n-알케인싸이올 단분자층의 β과 Jo 값들을 비교하는 그래프. β 값은 대개 비슷한 값들을 보여주지만, Jo 값은 상위 전극에 따라 매우 큰 차이를 보인다. Reproduced with permission of J. Am. Chem. Soc. Copyright 2013 American Chemical Society. 그림 6. a AgTS/SC11BIPY//Ga2O3/EGaIn 접합의 구조, b 이 접합체에서 측정된 J-V 커브, c 정류비 r 에 대한 히스토그램. Reproduced with permission of J. Am. Chem. Soc. Copyright 2014 American Chemical Society. 하면서 분자 내부의 구조 변화를 유도하�...

윤효재 고분자 과학과 기술 제 28 권 2 호 2017년 4월 137 석이 가능한 분자 다이오드의 연구가 갈륨-인듐 공융 합금을 이용해 이루어졌다. Ratner와 Aviram이 이론적으로 제시한 모델 구조와는 다르게 n-알케인싸이올 말단에 전기화학적으 로 활성을 띠는 작용기를 도입함으로써 분자 다이오드를 구 현 가능하다는 것이 보고되었다. 특히, 페로센 ferrocene, Fc 과 2,2’-바이피리딘 bipyridine, BIPY 작용기를 n-알케 인싸이올 말단에 도입함으로써 큰 정류비를 달성할 수 있다 고 알려져 있다.36,37 페로센의 경우 r=0.01, 바이피리딘의 경 우 r=102를 보인다. 두 정류 분자 모두 매우 높은 80% 이상 소자 작동 수율을 보이며, r 값에 대한 히스토그램에서 낮은 표준편차를 보임으로써 높은 재현성의 정류 구현이 가능하 다. 실제로 그림 6에서 보이듯이, AgTS/SC11BIPY//Ga2O3/ EGaIn 접합에�...