[시사매거진] 부산 국립부경대학교 교수의 차세대 디스플레이 소재 연구가 세계 3대 과학저널인 '네이처(Nature)'에 실리며 주목받고 있다.

한국연구재단은 부경대 이보람 교수(물리학과)의 논문 ‘Ligand-engineered bandgap stability in mixed-halide perovskite LEDs’가 국제학술지 '네이처'에 게재됐다고 11일 밝혔다.

이 논문은 유기발광소자(OLED)에 이어 차세대 디스플레이로 떠오르고 있는 페로브스카이트 발광소자(PeLED)의 발광효율과 색 안정성을 크게 향상시킨 결과를 제시해 관심을 모으고 있다.

높은 색 순도와 색 조절까지 용이한 소재로 초고선명 디스플레이의 조건을 갖춘 ‘금속 할라이드(유기-무기-할로겐 유형 화합물) 페로브스카이트’ 발광체가 주목받고 있지만, 색 안정성 확보가 문제였다.

적색과 청색을 얻기 위해서는 둘 이상의 할라이드를 혼합해야하는데, 외부자극에 의해 쉽게 분리돼 발광색이 바뀌는 현상이 발생한다.

이보람 교수 연구팀은 납(Pb)과 킬레이트 결합을 하는 두 종류의 리간드(배위화합물이나 착화합물에서 중심원자와 결합하고 있는 원자나 분자)를 페로브스카이트 나노결정에 처리해 나노결정에 존재하는 결함을 제거하는 데 성공했다.

리간드 처리를 통해 표면결함을 제거한 페로브스카이트 나노결정은 표면결함이 존재하는 나노결정보다 1.5배 향상된 발광효율(광발광 양자효율)을 보였고, 나노결정을 발광소자에 적용했을 때 외부양자효율은 기존 4.1 %에서 20.3 %로 크게 향상되는 것으로 나타났다. 또 리간드를 처리한 페로브스카이트 나노 결정 발광소자는 소자 구동 시 일정한 발광 스펙트럼으로 높은 색 안정성을 보였다.

이보람 교수는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초연구사업(신진연구) 등의 지원으로 이번 연구를 수행했다. 그는 “이번에 제시한 리간드 처리 방법이 태양전지, 트랜지스터 등에 쓰일 수 있는 다양한 금속 할라이드 페로브스카이트 소자의 효율 및 안정성 향상 연구에 기여할 것으로 기대한다”라고 말했다.

한편 부경대는 자율창의학술연구비 제도를 도입하고, '네이처' 등 3대 과학저널에 실리는 단독 교신저자 논문에 포상금 1억 원을 지급하는 등 지원정책을 펴고 있다.

한창기 기자 aegookja@sisamagazine.co.kr

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