서울대 연구팀 '고효율 백색광' 구현…광자 결정 이용

서울대 연구팀 '고효율 백색광' 구현…광자 결정 이용
전헌수 교수 "발광 소자 효율 향상 기대"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 전헌수 서울대 물리천문학부 교수 연구팀이 형광체를 광자 결정 형태로 구조화하는 방법으로 고효율 백색광을 구현했다고 28일 밝혔다.
형광체는 브라운관이나 형광등 안쪽에 바르는 발광소재다. 에너지가 높은 빛을 흡수해 에너지가 낮은 다른 파장의 빛을 방출한다.
연구팀은 광자 결정 구조를 형광체에 도입해 효율을 가시적으로 높이는 접근법을 활용했다.
광자 결정은 굴절률이 빛의 파장 크기 수준에서 주기적으로 변하는 광학적 구조를 뜻한다.
광밴드엣지 효과(빛과 물질 간 상호작용이 현저하게 활성화하는 공진 효과의 일종)를 일으킨 광자 결정은 발광량 증가를 가져왔다.
연구팀은 광자 결정 형광체 구현을 위해 투명한 유리 기판 위 질화규소 격자 구조에 양자점 용액을 코팅했다.
차세대 형광 물질의 일종인 양자점은 크기가 수 나노미터에 불과할 정도로 미세하다.


광자 결정 형태로 구성된 빨간색·초록색 양자점 박막과 파란색 빛 사이에 광밴드엣지 현상이 일어나도록 한 것이라고 연구팀은 설명했다.
연구팀은 광자 결정 구조가 없는 형광체보다 색 변환 효율 향상이 나타났다고 덧붙였다.
광자 결정 형광체를 사용해 우수한 백색광도 구현했다.
광자 결정 구조가 없는 비교 형광체 대비 양자점 양은 33％ 절감했고, 백색광 세기는 8％ 이상 늘었다.
전헌수 교수는 "광학적 구조 특성에 기반을 둔 새로운 접근 방법으로 형광체 색 변환 효율을 개선했다"며 "발광다이오드(LED)나 디스플레이 소자에 직접 적용하면 발광 소자 효율 향상을 기대할 수 있을 것"이라고 말했다.
연구는 서울대·아주대·삼성전자 및 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구지원사업(개인연구)으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 지난달 30일 자에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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