KIST, 산화물반도체-그래핀 양자점 LED 개발

아주경제 권석림 기자= 한국과학기술연구원(KIST)은 최원국 박사팀(사진)이 산화 아연(ZnO) 반도체와 그래핀이 결합된 양자점(quantum dot) 소재를 발광층으로 이용한 새로운 백색광 발광다이오드(LED)를 개발했다고 29일 밝혔다.

연구팀에 따르면 산화아연은 자외선을 흡수하거나 방출하는 비교적 큰 에너지 띠 간격(band gap)을 가지고 있는 반도체 물질로 알려져 있는데, 이러한 물질에 그래핀을 결합시켜 다양한 빛의 파장을 생성할 수 있는 방법을 개발했다.

이번에 개발된 산화아연-그래핀 양자점 발광소재는 인체에 무해한 재료로, 화합물 반도체에 함유된 카드뮴으로 인해 인체에 치명적인 영향을 줄 수도 있는 양자점 발광소재를 대체할 수 있는 친환경 재료의 발견이라는 점에서 의미가 있다.

핵-껍질 (core-shell) 구조를 가진 산화아연 반도체-그래핀 양자점을 산(acid)에 녹이여 그래핀을 대량으로 제작할 수 있는 경제적인 방법도 개발해 양자점의 응용과 관련한 3개의 원천 특허도 출원했다.

최 박사는 “이번에 개발된 나노 복합소재는 수분에 민감한 유기발광소자(OLED)의 발광층을 대체할 수 있는 차세대 발광소재로 사용이 가능하며 연성 전자공학(flexible electronics) 에도 유용하게 사용될 것”이라고 말했다.

그는 또 “초고속 자외선 광 검출기, 질병 진단용 바이오 센서, 고용량 리듐(Li) 이온 이차전지 등에도 쓰일 수 있을 것”이라고 덧붙였다.