접착 및 계면 (Journal of Adhesion and Interface)

  • 제25권2호
  • /
  • Pages.43-49
  • /
  • 2024
  • /
  • 1229-9243(pISSN)
  • /
  • 2233-8217(eISSN)
한국접착및계면학회 (The Society of Adhesion and Interface, Korea)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

저온 용액 기반 유연 유기 시냅스 트랜지스터 제작 공정의 최근 연구 동향

Recent Trends in Low-Temperature Solution-Based Flexible Organic Synaptic Transistors Fabrication Processing

  • 김광훈 (금오공과대학교 화학공학과) ;
  • 이은호 (서울과학기술대학교 화공생명공학과) ;
  • 방대석 (금오공과대학교 화학공학과)
  • Kwanghoon Kim (Department of Chemical Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Eunho Lee (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Daesuk Bang (Department of Chemical Engineering, Kumoh National Institute of Technology)
  • 투고 : 2024.04.16
  • 심사 : 2024.05.06
  • 발행 : 2024.06.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

최근 유연 유기 시냅스 트랜지스터(flexible organic synaptic transistor, FOST)는 유기 반도체를 채널층으로 하여 유연성, 생체 적합성, 손쉬운 공정성, 복잡성 감소로 인해 주목받고 있다. 또한 기존의 무기 시냅스 소자에 비해 간단한 구조와 낮은 제조 비용으로 인간 뇌의 가소성을 모방할 수 있으므로 차세대 웨어러블 장치 및 소프트 로보틱스 기술에 적용이 가능하다. 유연 유기 시냅스 트랜지스터에서 유기 기판은 소자의 준비 온도에 민감하고 고온 처리 공정은 유기 기판의 열변형을 일으켜 고성능 소자를 제조하기 위해서는 저온용액 기반의 공정 기술이 필요하다. 본 총설에서는 저온 용액 기반 유연 유기 시냅스 트랜지스터 소자의 최신 공정 기술 연구 상황을 요약하고, 이에 따른 문제점과 해결해야 할 과제를 제시하고자 한다.

In recent years, the flexible organic synaptic transistor (FOST) has garnered attention for its flexibility, biocompatibility, ease of processability, and reduced complexity, which arise from using organic semiconductors as channel layers. These transistors can emulate the plasticity of the human brain with a simpler structure and lower fabrication costs compared to conventional inorganic synaptic devices. This makes them suitable for applications in next-generation wearable devices and soft robotics technologies. In FOST, the organic substrate is sensitive to the device preparation temperature; high-temperature treatment processes can cause thermal deformation of the organic substrate. Therefore, low-temperature solution-based processing techniques are essential for fabricating high-performance devices. This review summarizes the current research status of low-temperature solution-based FOST devices and presents the problems and challenges that need to be addressed.

키워드

과제정보

This research was supported by Kumoh National Institute of Technology (2022-2023).

참고문헌

  1. C. Qian, J. Sun, L. A. Kong, Y. Fu, Y. Chen, J. Wang, S. Wang, H. Xie, H. Huang, J. Yang, and Y. Gao, ACS Photonics, 4, 2573 (2017). 
  2. E. R. W. Van Doremaele, P. Gkoupidenis, and Y. Van De Burgt, J. Mater. Chem. C, 7, 12754 (2019). 
  3. P. Gkoupidenis, D. A. Koutsouras, T. Lonjaret, J. A. Fairfield, and G. G. Malliaras, Sci. Rep., 6, 27077 (2016). 
  4. R. A. Nawrocki, Adv. Funct. Mater., 29, 1906908 (2019). 
  5. J. Sung, S. Chung, Y. Jang, H. Jang, J. Kim, C. Lee, D. Lee, D. Jeong, K. Cho, Y. S. Kim, J. Kang, W. Lee, and E. Lee, Adv. Sci., 2400304 (2024). 
  6. D. Jeong, J. Hwang, M. Kim, J. Sung, and E. Lee, ACS Mater. Lett., 5, 3042 (2023). 
  7. S. Kim, K. Kim, D. Jeong, Y. Jang, M. Kim, W. Lee, and E. Lee, J. Adhes. Interface, 24, 64 (2023). 
  8. M. Li, J. Wang, X. Cai, F. Liu, X. Li, L. Wang, L. Liao, and C. Jiang, Adv. Electron. Mater., 4, 1800211 (2018). 
  9. M. R. Azghadi, B. Linares-Barranco, D. Abbott, and P. H. W. Leong, IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst., 11, 434 (2017). 
  10. S. Sagar, K. Udaya Mohanan, S. Cho, L. A. Majewski, and B. C. Das, Sci. Rep., 12, 3808 (2022). 
  11. S. K. Kim, Y. Jeong, P. Bidenko, H. R. Lim, Y. R. Jeon, H. Kim, Y. J. Lee, D. M. Geum, J. Han, C. Choi, H. J. Kim, and S. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 7372 (2020). 
  12. Y. Zhu, G. Liu, Z. Xin, C. Fu, Q. Wan, and F. Shan, ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 1061 (2020). 
  13. Q. X. Li, T. Y. Wang, X. L. Wang, L. Chen, H. Zhu, X. H. Wu, Q. Q. Sun, and D. W. Zhang, Nanoscale, 12, 23150 (2020). 
  14. A. Pierre, M. Sadeghi, M. M. Payne, A. Facchetti, J. E. Anthony, and A. C. Arias, Adv. Mater., 26, 5722 (2014). 
  15. Q. Liu, Y. Liu, J. Li, C. Lau, F. Wu, A. Zhang, Z. Li, M. Chen, H. Fu, J. Draper, X. Cao, and C. Zhou, ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 16749 (2019). 
  16. P. Feng, W. Xu, Y. Yang, X. Wan, Y. Shi, Q. Wan, J. Zhao, and Z. Cui, Adv. Funct. Mater., 27, 1604447 (2017). 
  17. M. Pudas, N. Halonen, P. Granat, and J. Vahakangas, Prog. Org. Coat., 54, 310 (2005). 
  18. T. Sekitani, Y. Noguchi, U. Zschieschang, H. Klauk, and T. Someya, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 4976 (2008). 
  19. M. Xu, X. Zhang, S. Li, T. Xu, W. Xie, and W. Wang, J. Mater. Chem. C, 7, 13477 (2019). 
  20. K. Fukuda, Y. Takeda, Y. Yoshimura, R. Shiwaku, L. T. Tran, T. Sekine, M. Mizukami, D. Kumaki, and S. Tokito, Nat. Commun., 5, 4147 (2014). 
  21. J. Leppaniemi, O. H. Huttunen, H. Majumdar, and A. Alastalo, Adv. Mater., 27, 7168 (2015). 
  22. G. Grau, R. Kitsomboonloha, S. L. Swisher, H. Kang, and V. Subramanian, Adv. Funct. Mater., 24, 5067 (2014). 
  23. S. Chung, K. Cho, and T. Lee, Adv. Sci., 6, 1801445 (2019). 
  24. S. Chung, J. Ha, and Y. Hong, Flex. Print. Electron., 1, 045003 (2016). 
  25. H. Ren, N. Cui, Q. Tang, Y. Tong, X. Zhao, and Y. Liu, Small, 14, 1801020 (2018). 
  26. Y. Yuan, G. Giri, A. L. Ayzner, A. P. Zoombelt, S. C. B. Mannsfeld, J. Chen, D. Nordlund, M. F. Toney, J. Huang, and Z. Bao, Nat. Commun., 5, 3005 (2014). 
  27. F. Dai, X. Liu, T. Yang, J. Qian, Y. Li, Y. Gao, P. Xiong, H. Ou, J. Wu, M. Kanehara, T. Minari, and C. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 7226 (2019). 
  28. S. Tong, J. Sun, and J. Yang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 25902 (2018). 
  29. X. Wang, Y. Yan, E. Li, Y. Liu, D. Lai, Z. Lin, Y. Liu, H. Chen, and T. Guo, Nano Energy, 75, 104952 (2020). 
  30. H. Wang, M. Yang, Q. Tang, X. Zhao, Y. Tong, and Y. Liu, Adv. Funct. Mater., 29, 1901107 (2019).