국내 연구진이 차세대 디스플레이 소재의 표면구조와 대기 중 안정성과의 관계를 규명하고, 대기 중에서도 높은 발광성능을 유지할 수 있는 제조기술을 개발했다.
한국생산기술연구원은 차세대 디스플레이 소재인 페로브스카이트 양자점의 발광 성능을 높일 수 있는 제조 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
10㎚(나노미터·100만분의 1㎜) 이하 크기의 페로브스카이트 양자점(수㎚ 크기 반도체 입자)은 색 순도가 월등히 뛰어나고 제작 단가도 저렴해 주목을 받는다.
하지만 산소와 수분이 많은 대기 중에 노출되면 입자들이 서로 결합해 크기가 커지면서 발광 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 이런 대기 중 불안정화 원인은 알려지지 않았다.
생기원 우주영 박사 연구팀은 정소희 성균관대 교수, 김용현 한국과학기술원(KAIST) 교수와의 공동 연구를 통해 양자점 표면 내 유기 분자가 존재하지 않는 영역에서 입자들이 서로 빠르게 달라붙는 현상이 발생한다는 것을 확인했다.
이에 착안해 할로젠화 금속인 브롬화 아연을 첨가해 양자점 표면 전체에 유기 분자를 고르게 존재하도록 하는 합성법을 개발했다. 대기 중에서도 입자 간 결합을 효과적으로 억제해 페로브스카이트 양자점의 우수한 발광 특성을 안정적으로 구현하는 데 성공했다.
우주영 박사는 "자연색 그대로의 초고화질을 구현한 디스플레이, 차세대 고성능 태양전지 등 개발에 활용할 수 있을 것이다"라고 말했다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 '미국화학회 나노'(ACS Nano) 11일 자에 실렸다.
이광영 기자 gwang0e@chosunbiz.com