경희대 최석호 교수 논문,나노과학저널 ACS Nano 게재

아주경제 김문기 기자= 경희대학교(총장 조인원)는 국제캠퍼스 응용물리학과 최석호 교수 연구팀의 연구 결과가 지난 12일 미국화학회가 발행하는 세계적 나노과학 저널인 ACS Nano 인터넷판에 게재되었다고 14일 밝혔다.

이번 연구에서 최 교수는 그래핀 양자점의 크기에 따른 모양과 끝자리 상태의 변화와 이에 대한 양자점의 발광에너지 의존성을 세계 최초로 밝혀냈다.

최 교수는 화학적 산화그래핀 박리법을 통해 그래핀 양자점을 크기에 따라 제작한 후, 전자투과 현미경 분석을 통해 그래핀 양자점의 크기에 따른 모양과 둘레 끝자리(edge)의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 양자점이 크기가 작을 때는 그 끝자리가 지그재그(zigzag) 형태와 안락의자(armchair) 형태로 섞여있는 원형으로 존재하다가 크기가 커짐에 따라서 안락의자 형태의 끝자리를 가진 다각형으로 변형되는 것을 발견했다.

또한 광루미네센스(Photoluminescence) 분석을 통해 그래핀 양자점의 발광 에너지를 측정한 바, 그래핀 양자점의 크기 및 끝자리 상태 변화에 의존하여 발광에너지의 크기가 달라짐을 규명했다. ‘양자가둠 효과’라 하여 일반적으로 양자점이 커짐에 따라 빛의 에너지는 줄어든다고 알고 있었지만, 이번 연구를 통해 최 교수는 그래핀 양자점의 모양이 원형을 유지할 때까지는 빛의 에너지가 줄어들지만, 다각형의 모양으로 변형된 후에는 그 크기가 커지게 되면 오히려 발광 에너지는 다시 증가한다는 것을 밝혀냈다.

최석호 교수는 “본 연구 결과는 ‘꿈의 나노소재‘ 그래핀의 나노조각인 그래핀 양자점을 앞으로 LED, 태양전지, 메모리 및 광탐지기 등 투명하고 휘어지는 광 전자소자 또는 디스플레이에 다양한 방식으로 활용할 수 있는 계기를 마련했다는데 큰 의의가 있다.”고 말했다.

한편 이번 연구는 경희대 김성 교수(공동 제1저자), 삼성전자 황성원 박사(공동 제1저자), 연세대 최형준 교수, 메릴랜드 대학 황의헌 박사, 서울대 홍병희 교수 연구팀 등이 공동으로 참여했다.