KAIST, 흑연ㆍ물ㆍ소금 혼합… 지름 5nm 발광효율 높은 친환경 그래핀 양자점 개발
입자 크기가 균일하면서 발광 효율이 높은 고품질 그래핀 양자점이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 기술은 종잇장처럼 얇은 디스플레이를 구현하거나 유연한 소재에 원하는 정보를 표시하는 데 쓰일 수 있을 전망이다.
전석우 KAIST 교수(신소재공학과·사진)는 조용훈 교수(물리학과), 유승협 교수(전기및전자공학과) 등과 공동으로 그래핀의 원재료인 흑연에 물과 소금만을 혼합해 흑연층간 화합물을 합성하는 방식으로 그래핀 양자점을 만드는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 구 형태 반도체 나노입자로, 높은 효율과 빠른 광자 방출 등의 특성이 있어서 차세대 양자정보통신 기술로 주목받고 있다.
연구팀이 개발한 그래핀 양자점은 지름 5㎚ 정도로 크기가 균일하면서 높은 발광효율을 보였다. 특히 기존 양자점과 달리 납과 카드뮴 등 독성물질이 포함돼 있지 않아 친환경적이고, 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 흑연, 물, 소금 등으로 만들어 적은 비용으로 대량 생산이 가능하다.
그동안 그래핀 양자점은 원하는 크기로 균일하게 합성하는 과정이 까다롭고 입자 사이의 뭉침 현상이 일어나 효율이 낮아져 상용화하는 데 어려움이 있었다.
연구팀은 제조한 그래핀 양자점을 이용해 휴대폰 디스플레이의 최대 밝기(수백㏅(칸델라)/㎡)보다 높은 1000㏅/㎡ 이상의 높은 휘도를 갖는 그래핀 양자점 LED를 개발, 상용화 가능성을 확인했다. 이 연구결과는 나노 분야의 세계적 학술지인 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼스' 온라인판에 20일 실렸다.전석우 교수는 "아직은 기존 LED의 발광효율에 못 미치지만 발광 특성은 더욱 향상시킬 수 있다"면서 "이 기술을 통해 종잇장처럼 얇은 디스플레이는 물론 커튼처럼 유연한 소재에 원하는 정보를 표시하는 것도 가능해질 것으로 기대한다"고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
전석우 KAIST 교수(신소재공학과·사진)는 조용훈 교수(물리학과), 유승협 교수(전기및전자공학과) 등과 공동으로 그래핀의 원재료인 흑연에 물과 소금만을 혼합해 흑연층간 화합물을 합성하는 방식으로 그래핀 양자점을 만드는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 구 형태 반도체 나노입자로, 높은 효율과 빠른 광자 방출 등의 특성이 있어서 차세대 양자정보통신 기술로 주목받고 있다.
연구팀이 개발한 그래핀 양자점은 지름 5㎚ 정도로 크기가 균일하면서 높은 발광효율을 보였다. 특히 기존 양자점과 달리 납과 카드뮴 등 독성물질이 포함돼 있지 않아 친환경적이고, 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 흑연, 물, 소금 등으로 만들어 적은 비용으로 대량 생산이 가능하다.
그동안 그래핀 양자점은 원하는 크기로 균일하게 합성하는 과정이 까다롭고 입자 사이의 뭉침 현상이 일어나 효율이 낮아져 상용화하는 데 어려움이 있었다.
연구팀은 제조한 그래핀 양자점을 이용해 휴대폰 디스플레이의 최대 밝기(수백㏅(칸델라)/㎡)보다 높은 1000㏅/㎡ 이상의 높은 휘도를 갖는 그래핀 양자점 LED를 개발, 상용화 가능성을 확인했다. 이 연구결과는 나노 분야의 세계적 학술지인 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼스' 온라인판에 20일 실렸다.전석우 교수는 "아직은 기존 LED의 발광효율에 못 미치지만 발광 특성은 더욱 향상시킬 수 있다"면서 "이 기술을 통해 종잇장처럼 얇은 디스플레이는 물론 커튼처럼 유연한 소재에 원하는 정보를 표시하는 것도 가능해질 것으로 기대한다"고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
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