High-Yield Functional Molecular Electronic Devices

본 논문은 높은 수율(device yield)을 갖는 기능성 분자전자소자의 최신 연구동향을 요약한 리뷰 논문이다. 분자전자소자는 단분자(single molecule)나 자기조립단분자박막(self-assembled monolayer)을 전자소자 물질로 사용하는 소자로 기존 반도체 기반의 전자소자에 대한 대안적 학문분야로써 제안되고 연구되어왔다. 이러한 분자전자소자는 분자가 갖는 극단적인 크기로 인해 보통 낮은 수율을 보이는 문제점이 있는데, 이러한 단점을 극복하기 위해 다양한 고수율의 소자 제작 방법이 제안되어 왔다. 한편, 최근의 연구동향에서는 과거 특별한 기능성을 보이지 않는 저항 형태의 단순한 분자만을 이용한 electronic transport 특성 분석 중심의 연구와는 달리 특별한 전자소자적인 기능성을 갖는 분자들, 예를 들어, 다이오드, 포토스위치, 메모리, 광소자적인 특성을 보이는 분자를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 자기조립단분자박막을 이용한 고수율의 기능성 분자전자소자의 제작 방법과 이들의 다이오드, 포토스위치, 메모리, 광소자 등으로의 활용에 관해 상세히 요약하고 앞으로 추진되어야 할 연구 방향에 대한전망도 함께 제시하였다.

Abstract: An ultimate goal of molecular electronics, which seeks to incorporate molecular components into electronic circuit units, is to generate functional molecular electronic devices using individual or ensemble molecules to fulfill the increasing technical demands of the miniaturization of traditional silicon-based electronics. This review article presents a summary of recent efforts to pursue this ultimate aim, covering the development of reliable device platforms for high-yield ensemble molecular junctions and their utilization in functional molecular electronic devices, in which unique electronic functionalities are observed due to the functional molecules. In addition, other aspects pertaining to the practical application of molecular devices such as manufacturing compatibility with existing complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology, their integration, and flexible device applications are also discussed. These advances may contribute to a deeper understanding of charge transport characteristics through functional molecular junctions and provide a desirable roadmap for future practical molecular electronics applications.

Authors: Hyunhak Jeong(서울대), Dongku Kim(서울대), Dong Xiang(Nankai University), Takhee Lee(서울대)*

ACS Nano
DOI:10.1021/acsnano.7b02967
Published online: June 4, 2017

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.7b02967