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빛을 잘 흡수하는 나노미터 크기의 반도체 입자인 ‘양자점’은 LED나 태양전지 등 높은 효율의 광전자 소자에 적용할 수 있어 이 분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 크기나 밀도, 모양 등의 조절이 어렵고, 정확한 파장을 얻기 쉽지 않아 양자점 제작 과정에 많은 변수가 따른다.
이러한 문제를 전북대학교 이홍석 교수(물리학과)와 박경덕 교수(울산과학기술원)가 참여한 공동연구팀이 해소했다. 초미세 반도체 나노 입자로 알려진 양자점 소자 응용을 위한 ‘파장 제어 기술’을 개발했다.
양자점 제작에 따른 변수들을 해결하기 위해 연구팀은 제작된 양자점의 유전박막 증착과 급속 열처리 과정을 통해 파장을 제어해냈다.
이 파장 제어 기술은 양자점의 원소들과 장벽층의 원소들이 서로 섞이는 현상을 이용한 방법으로 공정 중에 발생하는 결함이 적기 때문에 소자 제작에 가장 적합한 기술로 기대되고 있다.
이번 연구 결과는 나노광학 분야 세계적 학술지인 ‘나노포토닉스(Nanophotonics, IF=7.491, 상위 6.7%)’에 게재됐다.
이홍석 교수는 “양자점의 파장을 제어하는 기술은 초고집적 나노 광전자소자의 제작이 가능해져 차세대 신개념 광소자 및 광시스템 구현을 위한 연구에 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 공저자로 전북대 물리학과 조덕용 교수와 이홍석 교수 연구실 졸업생인 두이 탄 대학(베트남)의 만민탄 교수가 참여했다.
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