한국과학기술원(KAIST) 연구진이 친환경 청색광 발광 소재를 개발했다. 기존에 쓰이던 납 기반의 발광체를 대신할 친환경 소재다.
조힘한 KAIST 신소재공학과 교수 연구팀은 납 이온 없이도 우수한 색 표현력과 높은 발광 효율을 가진 친환경 대체 소재를 개발했다고 13일 밝혔다.
최근 현실과 가상이 융합된 메타버스 시대가 되면서 디스플레이와 광학 기기 기술이 빠르게 발전하고 있다. 하지만 차세대 발광 물질로 주목받고 있는데 납 기반 페로브스카이트는 납 이온의 유독성으로 인해 실제 현장에서는 사용이 제한적이다.
연구팀은 유로퓸 이온으로 페로브스카이트의 납 이온을 대체해 우수한 색 표현력과 높은 발광 효율을 동시에 가지는 발광 소재를 개발했다. 이렇게 만들어진 세슘 유로퓸 브로마이드 페로브스카이트 나노결정은 420~450㎚(나노미터, 10억분의 1m) 파장 영역에서의 진청색 발광 특성을 보였고, 약 40%의 높은 발광 효율과 24㎚의 매우 좁은 발광 스펙트럼 반치폭을 보였다. 반치폭은 발광 색상의 선명도를 평가하는 지표다.
조힘찬 교수는 “이번 연구는 그동안 어려웠던 친환경 비납계 페로브스카이트 소재 연구의 돌파구를 제시하는 결과”라며 “차세대 디스플레이 및 광학 소자 개발의 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대되며, 향후 연구를 통해 소재의 광학적 특성과 공정성을 더욱 향상시킬 계획”이라고 전했다.
참고 자료
ACS Nano(2024), DOI : https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09018