국제 광융합 엑스포

제목	발광·광검출 성능 높인 `다기능 양자점 LED` 개발
작성자	관리자	날짜	2017.02.10	조회수	1126
레이저 포인트로 빛을 비추면 LED가 이를 감지해 스스로 빛을 낸다. 연구진이 레이저 포인트로 'UI'라는 글씨를 쓰고 있다. (ETRI 제공=연합뉴스) 국내 연구진이 주축이 된 한·미 공동 연구진이 아령 모양의 양자점을 이용해 발광과 광검출 성능을 대폭 향상시킨 '양자점 발광다이오드(LED)'를 개발했다. 향후 빛으로 글을 쓰는 전자칠판, 동작 인식 스크린뿐만 아니라 빛으로 데이터를 송수신하는 '라이파이(Li-Fi)' 디스플레이 구현에 쓰일 수 있을 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 남수지 박사팀이 미 일리노이드대 심문섭 교수, 펜실베이니아대 오누리 박사 등과의 공동연구를 통해 아령 모양의 양자점을 이용한 '다기능 양자점 LED'를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구결과는 세계적 학술지인 '사이언스' 10일자에 실렸다. 양자점은 스스로 빛을 내는 수십∼수백 나노미터(㎚)의 반도체 나노입자로, 코어와 셸 구조의 둥근 형태를 띤다. 대칭적 구조의 코어셸 타입 양자점은 LED, 광검출기, 태양전지 등 광전자소자 개발에 쓰인다. 하지만 구형의 양자점은 주입된 전자와 정공을 추출·분리하기 힘들다는 단점이 있다. 연구팀은 나노막대 끝에 코어와 셸 구조의 양자점이 아령처럼 붙어 있는 구조의 나노막대 양자점을 만들었다. 이 양자점은 대칭 구조의 구형 양자점과 달리 비대칭 구조여서 전자와 정공의 효율적인 주입과 추출이 가능하다. 에너지를 잃으면 빛을 방출하는 LED 원리와, 반대로 에너지를 얻으면 전류가 흐르는 광센서의 원리를 모두 구현함으로써, LED와 광센서 역할을 할 수 있게 한 것이다. 연구팀은 이 양자점을 이용, 1×1인치 기판에 100개의 픽셀을 제작해 플러스 전압을 가하면 LED 특성을 나타내고, 전압을 가하지 않거나 마이너스 전압을 가해 일정량의 외부 빛을 주면 기존 LED보다 20배 이상 높은 광전류가 흐르는 것을 확인했다. LED처럼 빛을 방출할 뿐만 아니라, 빛을 흡수해 센서처럼 빛을 감지하는 다기능 소자로 활용할 수 있음을 보여준 것. 나아가 하나의 LED 픽셀이 다른 LED 픽셀과 빛을 주고받는 가시광선 통신이 가능하다는 사실도 확인했다. 이를 활용하면 빛을 이용해 데이터를 주고받는 라이파이 통신에 적용할 수 있을 전망이다. 이렇게 되면 펜이나 손가락 접촉 없이 전자칠판이나 디스플레이에 빛을 쏘아 글이나 그림을 표현할 수 있게 된다. 남수지 박사는 "양자점의 구조와 성분을 조절해 발광 및 광감지 효율과 에너지 변환효율이 높은 디스플레이 장치를 개발하는 것을 목표로 연구를 해 5∼10년 내에 상용화할 계획"이라고 말했다. 대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr <출처:디지털타임스>
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