임재훈 교수·최영호 연구원 "퀀텀닷 발광 효율 높였다"

차세대 디스플레이 소재로 주목받고 있는 양자점(퀀텀닷)을 단 한 겹의 반도체로 둘러싸 100%에 가까운 발광 효율을 내는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

한국연구재단은 임재훈 성균관대 에너지과학과 교수와 최영호 석·박사통합과정 연구원이 이 같은 연구성과를 내 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 실었다고 16일 발표했다.

양자점은 나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 크기의 작은 반도체 입자를 말한다. 크기 변화에 따라 다양한 색깔의 빛을 발산할 수 있어 백라이트유닛(BLU) 없이도 얇고 가벼운 TV를 만들 수 있다.

연구팀은 달걀 노른자-흰자 구조와 비슷한 ‘코어-셸’ 구조의 양자점 합성 시 껍질이 표면으로부터 성장하는 원리를 규명했다. 이어 약 0.3㎚ 두께의 껍질 하나를 성장시켜 97.3%의 발광 효율을 달성했다. 그동안 코어-셸 구조 양자점의 최대 발광 효율은 70~80%에 그쳤다. 연구팀은 껍질 성장 과정을 정밀하게 제어할 수 있는 ‘표면개시 성장법’이란 기술을 고안해 적용했다.

연구팀 관계자는 “고효율, 고안정성을 갖는 양자점은 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 등 다양한 분야에 활용이 가능하다”고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부가 운영하는 중견연구사업 지원을 받았다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com