KAIST, 차세대 발광물질 '청색광' 구현 소재 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 차세대 발광물질로 주목받고 있는 청색광을 구현할 친환경 대체소재를 개발해 화제다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 납이온이 없이도 우수한 색 표현력과 높은 발광효율을 가질 수 있는 친환경 대체소재를 개발했다고 13일 밝혔다.

연구팀은 이번 연구에서 유로퓸 이온으로 페로브스카이트의 납이온을 대체함으로써 우수한 색 표현력과 높은 발광효율을 동시에 갖는 발광 소재를 개발할 수 있음을 보였다.

연구팀은 개발한 세슘 유로퓸 브로마이드 페로브스카이트 나노결정은 420-450 나노미터(nm) 파장 영역에서의 진청색 발광특성을 보였으며, 약 40%의 높은 발광효율과 24 nm의 매우 좁은 발광 스펙트럼 반치폭을 나타냈다.

반치폭은 스펙트럼의 최대값 절반 높이에서의 두 점 사이의 거리로, 발광색상의 선명도를 평가하는 지표로 쓰인다. 광원의 발광 스펙트럼이 좁을수록 디스플레이에서 선명한 색 표현이 가능하기에 이는 차세대 디스플레이 소재로의 높은 개발 가능성을 보여준 결과다.

이밖에 연구팀은 유로퓸 기반 나노결정의 구조적, 광학적 특성이 합성 과정에서 사용된 유기 리간드(암모늄 계열, 포스핀 계열)에 따라 크게 바뀌는 현상을 처음으로 규명했다.

조힘찬 교수는 “이번 연구는 그동안 어려웠던 친환경 비납계 페로브스카이트 소재 연구의 돌파구를 제시하는 결과”라며 “차세대 디스플레이 및 광학소자 개발의 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대되며, 향후 연구를 통해 소재의 광학적 특성과 공정성을 더욱 향상시킬 계획”이라고 말했다.

조힘찬 교수팀의 하재영 박사과정, 연성범 석박사통합과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘에이씨에스 나노' 온라인에 지난달 17일 게재됐고 11월호 부록 표지로 출판될 예정이다.

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