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오문영 l 제300호 l 2014년 09월 15일 l 조회수:1588
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| 카이스트, 세계 최초 그래핀 양자점 개발 성공 |
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그래핀 양자점 LED 개발, 상용화 가능성 입증
종잇장처럼 얇은 디스플레이도 구현 가능할 듯
카이스트 연구팀(신소재공학과 전석우 교수, 물리학과 조용훈 교수, 전기및전자공학과 유승협 교수)이 세계 최초로 흑연으로부터 고품질의 그래핀 양자점을 개발하는데 성공했다.
그래핀 양자점은 그래핀을 반도체로 이용하기 위해 10nm 이하의 점 형태로 만든 물질로, 이 기술이 상용화될 시, 종잇장처럼 얇은 디스플레이 구현도 가능하다.
연구팀은 그래핀의 원재료인 흑연에 염(salt)과 물만을 이용한 흑연층간 화합물을 합성해 친환경적인 방법으로 그래핀 양자점을 만들었다.
개발된 양자점은 지름이 5nm(나노미터, 10억분의 1미터) 정도로 크기가 매우 균일하면서도 높은 양자 효율을 보였으며, 기존 양자점과 달리 납, 카드뮴 등의 독성 물질이 없다. 또 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 재료(흑연, 염, 물)로만 만들어 적은 비용으로 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.
이와 함께 연구팀은 그래핀 양자점의 발광 메커니즘을 규명했으며 제조된 그래핀 양자점을 통해 휴대폰 디스플레이의 최대 밝기보다 높은 1,000cd/m2(cd, 칸델라) 이상의 높은 휘도를 갖는 그래핀 양자점 LED를 개발해 상용화 가능성을 최초로 입증했다.
전석우 교수는 “아직은 기존 LED의 발광효율에는 못 미치지만 발광 특성은 향후 더욱 향상될 가능성이 많다”며 “특히 그래핀 양자점을 활용하면 종잇장처럼 얇은 디스플레이는 물론 커튼처럼 유연한 소재에도 원하는 정보가 표시되는 기술도 가능할 것”이라고 밝혔다.
연구팀이 KAIST 나노융합연구소 그래핀 연구센터의 지원을 받아 수행된 이번 연구는 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스(Advanced Optical Materials)’ 온라인판에 게재됐다.
오문영 기자 [ⓒ SP투데이 무단 전재 및 재배포 금지]
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