금속에 수 나노미터 반도체 물질을 코팅, 다양한 색 변화를 조절하는 기술이 개발됐다. 태양전지, 웨어러블 디바이스, 디스플레이 등 유연소자 분야에 시각적 디자인을 입히는데 활용할 수 있을 전망이다.
장경인 디지스트(DGIST) 로봇공학전공 교수팀과 송영민 지스트(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 공동 연구를 통해 금속에 반도체물질를 코팅해 다양한 색을 입히는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
장 교수 연구팀은 금속에 반도체 물질을 초박막으로 코팅, 금속과 반도체 물질의 표면에서 반사된 빛이 강한 박막 간섭효과를 일으켜 금, 은, 알루미늄 등 금속 고유색을 바꾸는데 성공했다.
금 위에 코팅하는 게르마늄과 같은 반도체 물질은 초박막 두께에 따라 색이 달라진다는 기존의 연구는 있었지만 색의 변화가 급격하고 색을 진하게 입히기가 까다로워 어려움을 겪어왔다.
연구팀은 금 표면에 빗각증착법(기판의 표면에 물질을 비슴듬히 입사해 증착하는 방법)을 활용, 5~25㎚ 얇은 게르마늄 막을 입혔다. 그 결과 게르마늄 코팅 두께와 증착 각도에 따라 노란색, 주황색, 파랑색, 보라색 등 다양한 색을 원하는대로 만들어 내는데 성공했다.
게르마늄층에 미세한 구멍이 존재하는 다공성 구조를 만들어 색 표현의 범위가 넓어지고, 색의 순도가 높아지는 것을 확인했다. 빗각증착법을 적용해 나노미터 게르마늄 막의 두께 변화에 따라 색의 변화, 순도 등을 다양화시켰다.
장경인 교수는 “이번 연구 결과는 기존의 전자소자에 다양한 색을 간단하게 입히는 방법을 개발한 것으로 현재는 단일한 색을 표현했지만 기호, 그림 등의 패턴을 입힐 수도 있다” 고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 최근 나노 분야 국제학술지 `나노스케일(Nanoscale)` 온라인판에 게재됐으며, 한국연구재단의 기초연구사업(집단연구)의 지원으로 수행됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
