△ 从左到右依次为林秀焕(音)学生（建国大学）、李伟亨(音)教授（建国大学）、李政勋(音)博士（西北大学）、金民松(音)学生（忠南大学）、具滋胜(音)教授（忠南大学）。

建国大学李伟亨(材料工学系、通讯作者)教授组与西北大学李政勋(材料工学系、第一作者)、忠南大学具滋承(有机材料工学系、通讯作者)共同开发了利用氘的新材料技术,并提出了大幅提高新一代显示器技术的稳定性和性能的方法。 此次研究结果于2024年11月27日刊登在材料领域的代表性权威杂志《Advanced Functional Materials(IF=18.5)》上。
氘（Deuterium）是氢的同位素，具有原子核中多一个中子的独特结构。 虽然在自然界中极微量存在，但这种结构特性为先进材料的开发提供了新的可能。 特别是氘在新一代显示器技术中,对提高电子元件的性能和稳定性起到了重要作用。
例如,在有机发光二极管(OLED)技术中,通过将发光层的氢气置换成氘,大幅提高了耐热性,从而延长了OLED的寿命并改善了效率。 然而，在活性层中直接引入氘的传统方法存在生产成本高的局限性。
此次研究组为了克服这种局限,提出了将包括氘在内的绝缘性高分子(PMMA、PS)与有机半导体混合,采用新方式的相分离结构。 通过这种方式,即使不直接将氘引入活性层,也可以同时改善高迁移率和热稳定性,以及根据持续电压的性能稳定性。
实验结果表明,氘基聚合物共混元件比传统通用聚合物表现出优异的电性能和高温环境下的稳定性。 另外,即使长时间施加电压,也保持了性能。 该技术与现有的制造工程兼容,在最大限度地减少费用的同时,作为确保高性能和耐久性的实用解决方案而备受关注。
此次研究的技术有望在新一代柔性显示器的开关元件开发中发挥核心作用。 利用氘的晶体管技术同时提供高性能和稳定性,特别是在灵活性和耐久性重要的应用领域将产生巨大影响。 这将成为超越显示器产业,重新定义电子元件的性能,开启新产业模式的重要契机。
本研究由建国大学材料工程系教授李伟亨(音)和忠南大学教授具滋承(音)作为通讯作者参与,第一作者李政勋(音)博士从建国大学有机纳米系统工程系毕业后,在首尔大学材料工程系获得博士学位,目前在西北大学担任博士后研究员。 另外,建国大学林秀焕(音)学生和忠南大学金敏松(音)学生作为共同第一作者参与其中,根据重氢置换的量子力学计算由建国大学物理系李勋京(音)教授组进行。
此次研究是通过科学技术信息通讯部的中坚研究事业及产业通商资源部的支援进行的,在韩国原子能研究院的中子散射实验的协助下进行的。

△图a) 新一代柔性开关元件有机薄膜晶体管和有机半导体/聚合物共混物中出现的垂直相分离结构b) 有机半导体（diF-TESADT）、聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、中小数置换PMMA和PS的分子结构c）通用聚合物和氘置换聚合物共混物的开关特性d） 温度变化导致晶体管元件的稳定性特性e） 长时间持续施加电压的图。