연구팀에 따르면 PbSe 양자점은 반도체 나노입자 소재로, 합성이 쉽고 광전변환 특성이 우수해 차세대 태양전지 및 광검출기 등의 소재로 각광받고 있다. 그러나 대기안정성이 떨어져 실제 적용에서는 많은 제약을 받아 왔다. 안정성이 낮은 것은 양자점 표면에서 드러나는 결정면이 산화되기 때문인 것으로 알려져 있으며, 연구팀은 선행 연구에서 양자점 크기가 클수록 대기안정성이 떨어진다는 점을 규명한 바 있다.
이번 연구에 기계연 우주영 연구원이 주도적으로 참여한 결과, 연구팀은 PbSe 양자점 합성용액에 NH4Cl 등 할로겐화합물을 섞어주면 PbSe 양자점 표면 중 산화가 쉬운 결정면에 보호막을 형성하게 돼 양자점의 물리화학적 성질이 안정하게 유지된다는 점을 규명했다.
연구팀은 "양자점 크기에 상관없이 대기안정성을 일정하게 유지할 수 있다는 게 기술의 핵심"이라며 "양자점 형태와 대기안정성의 관계를 밝힌 선행 연구에 이어 이번 기술 개발로 양자점의 안정성 문제를 해결함으로써 태양전지, LED를 비롯한 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 예상된다"고 밝혔다.
이번 연구결과는 화학분야 최고 권위지인 '미국화학회지(JACS)'에 지난 6월 11일 게재됐으며 연구팀은 현재 미국 리뉴어블 에너지 연구소(NREL)와 후속 공동연구를 수행 중이다.
bbrex@fnnews.com 김혜민 기자
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