양자점 디스플레이 QLED 효율 높일 방법 찾았다

IBS '오제 재결합' 현상 제어 핵심 원리 규명

나노구조를 통한 오제 재결합 현상 억제 매커니즘 [기초과학연구원(IBS) 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 김준호 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 양자점 디스플레이(QLED) 등 양자점(Quantum Dot)을 활용하는 광전소자의 발광효율을 향상시킬 방법을 찾았다고 5일 밝혔다.

양자점은 지름이 수 나노미터(nm·100만분의 1㎜) 수준인 반도체 입자로, 입자 크기에 따라 다른 주파수의 빛을 방출하는 등 독특한 광학적 성질을 지녀 QLED 등 다양한 광전소자로 활용되고 있다.

조민행(고려대 화학과 교수) IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단장 연구팀은 디스플레이 효율을 향상하는 데 걸림돌이 되는 '오제 재결합'(Biexciton Auger Recombination) 현상을 억제할 수 있음을 증명했다.

오제 재결합은 전자와 정공(hole·전자가 사라진 빈자리)이 결합한 입자인 엑시톤(exciton) 두개가 상호 작용해 발생하는 현상이다.

이 현상은 빛이 밖으로 나오지 않기 때문에 양자점을 기반으로 하는 광전소자의 효율을 떨어뜨린다.

연구팀은 크기 100nm 이하 박막으로 만들어진 양자점을 메타물질(자연에서는 발견되지 않은 특성을 가지도록 인공적으로 만든 물질) 나노구조 위에 제작해 오제 재결합 현상을 탐구하는 과정에서 나노구조로 인해 이 현상이 억제되는 것을 발견했다.

조민행 단장은 "양자점 내부에서 빈번히 발생하는 오제 재결합 현상을 나노구조를 통해 제어할 수 있음을 최초로 증명했다"며 "오제 재결합을 억제하면 광전소자의 효율이 향상될 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 광학 분야 국제학술지인 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼스'(Advanced Optical Materials)에 지난달 23일 온라인 게재됐다.

kjunho@yna.co.kr

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