고효율 녹색 LED 구현을 위한 융합나노기술 개발로 그린갭 해결

반도체 발광소자의 그린갭(green gap)을 해결할 수 있는 녹색 발광 기술이 세계 최초로 개발되었다. 한국연구재단(이사장 정민근)은 신진연구자지원사업의 지원을 받은 이성남 교수 연구팀(한국산업기술대)이 최근 탄소나노튜브를 이용하여 질화물계 나노 결정을 성장시키는 방법으로 고효율 녹색 LED 제작의 기반 기술을 개발했다.

녹색 발광 기술은 그 동안 반도체 발광소자의 경우 500nm(나노미터) 이상과 600nm 이하의 파장대에서 양자효율이 급격히 감소하여 고효율의 발광소자를 얻기 어려운 그린갭(green gap) 파장영역의 녹색과 적색 사이 파장의 빛을 만들 수 있는 나노결정 기술이다.

이성남 교수 연구팀은 조명용 광원으로 주목받고 있는 질화물계 발광다이오드의 효율을 높이기 위한 연구에 집중하여 그린갭을 극복할 수 있는 융합 나노구조를 탄소나노튜브를 이용하여 질화물 반도체 나노 구조 성장법을 개발한 것이다.

특히 학문적으로 물성이 우수한 탄소나노튜브와 삼원계 질화물 반도체의 융합 나노구조 형성 기술을 세계 최초로 보고함으로 광학 및 전기적 물성 향상 및 새로운 융합 광전소자 구조 개발에 대한 새로운 토대를 마련하였다.

세계적 학술지 Nature의 자매지, 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재된 이 연구논문은 10-9을 의미하는 나노(nano)기술을 기반으로 탄소나노튜브를 이용한 기술로 그 동안 학계에서 500-540nm 이상의 발광을 연구하던 데서 나아가 500nm-600nm 영역의 그린갭을 극복할 수 있는 차세대 LED 소자에 응용할 수 있는 융합나노구조를 보고하고 있다.

이 연구개발 성과는 앞으로 광학 및 전기적 물성 향상 및 새로운 구조의 광전소자 개발을 위한 새로운 토대이면서, 기초연구 기술 개발이 산업과 경제로 활성화 되는 또 하나의 계기가 될 것으로 기대된다.