KIST 정대환 박사팀 개발
한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 정대환 박사팀이 그래핀과 양자점(퀀텀닷)으로 만든 새로운 발광 소자로 발광 다이오드(LED) 발광효율을 8배 증가시켰다. 특히 이 새로운 소재는 LED나 레이저같은 발광소자의 에너지 효율을 획기적으로 상승시켜 디스플레이 소비전력을 절감시킬 수 있다.
정대환 박사는 21일 "이 소재는 마이크로 LED와 같이 발광소자의 크기가 작아질수록 소자 효율이 줄어드는 스케일링 문제점의 한계를 극복할 수 있을 것"이라며, "디스플레이 소비전력을 획기적으로 낮춰 글로벌 에너지 절감에 기여하는 소재로 개발이 기대된다"고 말했다.
연구진은 고효율 발광 소재를 만들기위해 표면 안정성이 뛰어난 2차원 소재 '그래핀'과 전자 구속력이 있는 '퀀텀닷'을 결합하는 혼합차원 이종구조를 활용했다.
연구진은 분자 단위로 초정밀 합성이 가능한 분자빔 성장 방법(분자빔 에피택시, MBE)으로 매우 급격한 계면을 갖는 고품질의 막을 만들었다. 이를 통해 2차원, 1차원, 0차원의 전자 상태를 갖는 양자 우물 층, 양자 와이어, 양자점과 같은 이종 구조를 만들 수 있다.
이렇게 만든 그래핀-퀀텀닷 혼합차원 소재를 광루미네선스(PL)로 분석한결과, 기존 소재 대비 최대 8배까지 발광효율이 증가했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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