국내 연구진이 자외선을 발광하는 고출력 퀀텀닷(양자점) 발광다이오드(LED) 개발에 성공했다.
서울대 공대는 이창희 전기정보공학부 교수, 차국헌 화학생물공학부 교수, 이성훈 화학부 교수와 곽정훈 동아대학교 전자공학과 교수로 구성된 공동 연구팀이 370㎚ 파장대 자외선을 방출하는 퀀텀닷을 합성했다고 1일 밝혔다.
퀀텀닷은 차세대 디스플레이 광원 소재로 주목받고 있으나 합성기술 한계와 양극 사이에 존재하는 높은 에너지 장벽에 부딪쳐 왔다. 짙은 청색이나 이보다 짧은 파장대의 빛을 내는 퀀텀닷은 에너지 차이(밴드갭)가 커서 전자와 홀을 주입하기 어려워 단파장 LED 개발이 어려웠다.
공동 연구팀은 일반적인 퀀텀닷 LED 양극과 음극을 뒤바꾼 역구조 다층박막 소자 구조를 최적화해 기존 기술 한계를 뛰어넘었다. 이 소자는 금속산화물이나 유기재료를 발광층으로 사용한 기존 다층박막형 자외선 발광 소자에 비해 수십에서 수백 배 높은 출력을 내며 구동전압도 매우 낮은 것이 특징이다.
이창희 서울대 교수는 “이번에 개발한 자외선 퀀텀닷 LED는 활용 영역을 가시광 이외 파장까지 넓혔을 뿐 아니라 낮은 광출력, 높은 구동전압 등 문제를 단번에 해결했다는 점에서 의미가 있다”며 “원하는 파장의 좁은 선폭 자외선만 방출하기 때문에 살균, 의료 분야 등에서 안전성을 크게 향상시켜 활용도가 높다”고 설명했다.
이번 연구 성과는 나노과학 학술지인 ‘나노레터즈’에 게재됐다.
성현희기자 sunghh@etnews.com
