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전북대학교 김희대 교수 연구팀이 그래핀 양자점(Graphene Quantum Dots)의 복합 발광 메커니즘을 규명한 연구 성과를 발표하며 국제 학계의 주목을 받고 있다.
이번 연구 성과는 나노과학 분야 세계적 학술지인 『Small』에 게재됐다. Small은 Wiley에서 발행하는 나노과학·나노소재 분야 대표 국제학술지로 Impact Factor 약 13, JCR 기준 상위 약 7% 이내에 해당하는 권위 있는 학술지이다.
이번 연구 논문은 ‘Multichannel Photoluminescence of Graphene Quantum Dots Across Femtosecond to Cryogenic Timescales’로, 그래핀 양자점이 펨토초(fs) 수준의 초고속 시간 영역부터 극저온 환경에 이르기까지 다양한 시간 스케일에서 나타나는 발광 특성을 체계적으로 분석한 연구다.
연구팀은 초고속 분광 분석과 극저온 분광 기법을 결합하여 그래핀 양자점 내부에서 발생하는 다양한 발광 경로와 전자 동역학을 정밀하게 규명했다다. 이를 통해 그래핀 양자점의 발광 메커니즘을 보다 근본적인 수준에서 이해할 수 있는 기반을 제시했으며, 향후 양자광원, 광전자 소자, 차세대 바이오 이미징 및 센서 기술 개발에 중요한 기초 물리 정보를 제공할 것으로 기대된다.
전북대 G-램프 사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구에는 전북대 김희대 교수가 교신저자로 참여했으며, 송한나 석사과정생이 주저자, 이하영 박사가 공동주저자로 참여했다. 특히 석사과정 학생이 세계적 학술지의 주저자로 논문을 게재한 것은 매우 의미 있는 성과로 평가된다.
연구는 영국 University of Oxford 연구진과의 국제 공동연구로 수행되었으며, 첨단 광분광 분석 기술을 활용하여 그래핀 양자점의 발광 특성을 다각도로 분석하였다.
김희대 교수는 “그래핀 양자점은 차세대 양자광원과 광전자 소자, 바이오 이미징 분야에서 매우 중요한 소재로 주목받고 있다”며 “이번 연구는 그래핀 양자점의 발광 메커니즘을 초고속 시간 영역부터 극저온 환경까지 통합적으로 이해할 수 있는 새로운 분석 관점을 제시했다는 데 의미가 있다”고 밝혔다.
주저자인 송한나 대학원생은 “세계적인 학술지에 연구 결과를 발표하게 되어 매우 기쁘고 감사하다”고 전했다.
한편, 전북대 연구팀은 앞으로 그래핀 양자점 기반 양자광원 및 광전자 소자 기술 연구를 더욱 확장하여 국제 공동연구를 지속적으로 추진할 계획이다.
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