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Thin film transmittance (TFT) technology based on amorphous oxide semiconductor (AOS) is recently applied in many transparent and flexible devices, and studies on the combinations and properties of materials are actively carried out to improve the electron mobility of TFT devices and the stability of active layer materials. In particular, oxide-based compound materials are recognized as the most promising material because they have high electron mobility and excellent uniformity of element characteristics compared to hydrogenated non-crystal silicon (a-Si:H) materials, and low production costs compared to low-temperature polycrystalline silicon materials. Thus, various research groups improve the electrical properties of AOS-based TFT devices by using various surface-processing techniques (ex. hydrogen processing, UV treatment processing) and various forms of active layer fabrication techniques using oxide-based compound materials.
In our study, a layer of reduced graphene oxide (RGO) is inserted inside an oxide-based compound material used as an active layer of TFT, inducing the Zn-C bond between ZnO and RGO material through annealing process, improving the electron mobility of the oxide semiconductor material itself, and finally improving the electro conductivity of TFT element.
비정질 산화물 반도체 (AOS)를 기반으로 한 박막트랜지스터 (TFT)기술은 최근 투명하고 유연한 장치에서 많이 응용되며, 이때 TFT 소자의 전자 이동도 및 Active layer 물질의 안정성을 향상시키고자 재료의 조합 및 물성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 산화물 기반의 화합물 소재가 수소화형 비결정 실리콘 (a-Si:H) 물질에 비해 전자 이동도가 높고 소자 특성의 균일도 (uniformity)가 매우 우수하며, 또한 저온 다결정 실리콘 소재에 비해서는 생산비용이 저렴한 특성을 가지고 있기 때문에, 가장 유망한 소재로 인정받고 있다. 이에, 다양한 연구그룹에서는 산화물 기반 화합물 소재를 이용한 다양한 표면 처리 기법 (ex. 수소 처리, 광 처리) 및 다양한 형태의 active layer 제작 기술을 이용하여 AOS기반 TFT소자의 전기적 특성을 향상시키고 있다.
본 연구실에서는 TFT의 active layer로 사용되는 산화물 기반 화합물 소재 내부에 reduced graphene oxide (RGO) 층을 삽입하여, 열처리를 통해 ZnO물질과 RGO 물질 사이에 Zn-C 결합을 유도하여 산화물 반도체 물질 자체의 전자 이동도를 향상시키고, 최종적으로 TFT소자의 전기전도도를 향상시키는 연구를 진행하고 있다.
