전도성 고분자의 전기적, 광학적 특성

소개글

전도성 고분자의 전기적, 광학적 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 전도성 고분자 연구의 역사
2. 전도성 고분자의 전자적 구조
3. 전도성 고분자의 전기적 특성
4. 전도성 고분자의 광학적 특성
5. 전도성 고분자의 응용분야
6. 맺음말

본문내용

명 금속 전극으로 사용하고, MEH-PPV를 발광층으로 이용한 플라스틱 LED를 개발하였는데, 종이처럼 휘어지거나 말 수 있어서 새로운 용도의 광원으로 유망하다. 고분자 반도체를 이용하면 수광소자도 만들 수 있는데, p-형 고분자 (MEH-PPV)에 n-형 고분자 (CN-PPV)를 블렌딩하거나 C60를 도핑하여 고효율의 포토다이오드 및 태양전지를 개발하였다. 이와 같이 만든 태양전지의 에너지 변환 효율은 약 3 %로서 아직 비정질 실리콘을 사용한 태양전지의 최고 성능에는 미치지 못하지만 대형 박막 구조의 태양전지를 낮은 가격으로 쉽게 만들 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 또한 반도체적인 성질을 응용하여 고분자 FET도 개발되고 있다. 무기반도체와 달리 대부분의 고분자는 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 훨씬 크기 때문에 p-channel FET로 작동한다. 그런데 저전력, 빠른 속도의 complementary FET를 만들기 위해서는 전자 이동도가 큰 n-형 고분자 개발이 필요하다. 최근에 여러 가지 물질이 보고되고 있으나 여전히 전자의 이동도가 낮고, 공기 중에서 안정성이 좋지 않거나 가공성이 나쁜 결점을 갖고 있어 많은 연구가 필요하다. 전도성 고분자의 전기화학적 특성을 이용해서 무게가 가볍고 단위 무게당 출력 및 용량이 큰 고분자 2차 전지의 개발을 위해 많은 연구가 진행되고 있고, 일부 제품은 이미 시판되고 있다. 또한 금속의 부식 방지에도 활발히 연구되고 있다. 다리나 건축물의 철근, 가스관 등의 금속이 부식되는 것은 많은 경제적인 손실뿐만 아니라 인간의 생명과도 직결되는 안전에도 심각한 위협이 된다. 그런데 전기전도성 고분자를 금속에 입히면 금속의 부식 방지에 효과가 있다는 것이 밝혀져 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.전기 전도도가 높은 전도성 고분자는 정전기 제거, 유해 전자파 차폐 및 흡수용으로 많이 연구되고 있다. 특히, 전자파 간섭에 의한 통신기기, 전자 제어 장치 등의 오작동 사례가 빈번해지면서 이러한 전자파를 차폐할 수 있는 플라스틱에 대하여 관심이 고조되고 있으며 선진국은 물론 국내에서도 이에 대한 규제가 시작되고 있다. 전도성 고분자는 적합한 전기 전도도를 갖고 있을 뿐만 아니라 다양한 가공성, 가벼운 무게, 대량 생산가능성 등의 장점을 갖고 있기 때문에 이와 같은 응용에 가장 적합한 것으로 생각되고 있다. 이 외에도 전도성 고분자를 이용하여 투명한 전도체, 축전기, 전기 변색 소자, 다양한 센서, 비선형 광학 소자, 분자 크기의 정류소자 등 수 많은 응용 연구가 이루어지고 있어 전도성 고분자들이 실생활에서 쓰이는 일상용품에서부터 첨단 산업제품에 이르기까지 다양한 분야에서 핵심 소재로 쓰일 것으로 전망된다.
6. 맺음말 다양한 응용성과 많은 흥미로운 물리 현상을 보이고 있어서 활발히 연구되고 있는 전도성 고분자의 전기적, 광학적 특성에 대해 소개했다. 전도성 고분자 재료는 플라스틱의 장점과 금속 또는 반도체로서의 특성을 결합한 신소재로서 일상용품에서부터 첨단 산업제품에 이르기까지 다양한 분야에서 핵심 소재로 쓰일 것으로 전망된다. 그리고 준 일차원계에서의 전하들의 비선형 집단운동현상 등에 대한 연구 대상으로서도 활발히 연구되고 있다. 그런데, 전도성 고분자 분야는 일반적으로 물리학자들의 주된 관심 분야는 아니었고, 국내 연구자도 주로 화학 또는 고분자 공학 분야의 전공자가 대부분이다. 비록 제한된 지면과 필자의 지식의 한계 때문에 전도성 고분자의 다양한 응용성과 물리 현상에 대해 충분히 소개하지 못했지만, 이 글을 통해 전도성 고분자 분야가 물리학자들이 학문적으로 연구할 가치가 많다는 것을 이해시킬 수 있기를 희망한다.