고효율 그래핀 발광소재 개발

서울대 이규철 교수팀 사이언스 발표

차세대 전자소재 그래핀(Graphene)에 발광다이오드(LED), 디스플레이 등 기능을 넣을 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

28일 교육과학기술부에 따르면 이규철 서울대 물리천문학부 교수팀은 그래핀층 위에 고품질의 반도체 박막을 제조하고 이 박막을 기판에서 떼어내 다른 기판에 붙일 수 있는 LED를 개발해 사이언스(Science) 29일자에 게재한다.

지금까지는 빛을 내는 발광 면적이 넓어 효율이 높은 가운데 가격이 싸고 품질도 좋은 반도체 발광소자를 개발하기 위한 노력이 있었지만 성과가 나오지 않았다.

품질 좋은 LED를 만들기 위한 단결정 기판은 가격이 비싸고 발광면적도 작은 단점이 있다.

연구자들은 단결정 기판 대신 값싸고 발광면적도 넓은 유리, 플라스틱, 금속 등 다양한 기판 위에 고성능 발광소자를 만들고자 노력해왔지만 이런 소재는 고온에서 변형되거나 타버려 제작에 한계가 있었다.

이번 연구에서 기판으로 사용된 그래핀층은 쉽게 분리되는 장점이 있지만 표면이 안정돼 품질 좋은 박막을 제조하기 위한 기판으로 사용하기가 어려웠다.

이 교수팀은 산화아연 나노소재를 중간층으로 이용한 그래핀층 위에 고품질의 질화갈륨(GaN) 반도체 박막을 제조하는데 성공하고 이것을 원하는 기판에 옮겨 붙일 수 있는 기술을 개발했다.

이번 연구는 반도체 나노막대 창의연구단장인 이 교수와 학생 2명이 이룬 성과로 세계 최고 학술지에 저명한 외국학자와의 공동연구가 아닌 국내 연구팀 단독으로 논문을 발표한 사례는 이례적이다.

이한선 기자 griffin@