초고휘도 나노 발광 막대 첫 개발…인하대 이종무 교수팀

단파장 발광기술 日 추격 전기

인하대 신소재공학부 이종무 교수(사진)팀은 강도가 매우 높고 다양한 색상의 빛을 낼 수 있는 새로운 나노 발광 막대를 개발했다고 10일 밝혔다. 관련 논문은 최근 '어드밴스드 머티리얼즈'와 '저널 오브 피지컬 케미스트리'에 연속해서 실렸다.

연구진은 표면이 반듯한 산화마그네슘(MgO) 나노막대에 두께가 균일한 나노미터 크기의 반도체 박막을 코팅, 발광 특성이 매우 높은 나노 구조를 구현했다. 여기에 레이저를 쏘거나 전기를 흘려주면 빛이 나오는데 이 빛은 기존 MgO 나노막대보다 220배 이상 더 강하다는 게 연구진의 설명이다.

MgO층에서 피복층으로 전자가 이동하는 동시에 빛이 공진하면서 높은 발광 현상이 일어난다는 것이다.

연구진은 또 피복하는 반도체 재료를 적절히 선택함으로써 고휘도의 단파장 광선은 물론 가시광선, 적외선 및 자외선도 구현할 수 있다고 덧붙였다.

연구진은 또 표면이 반듯한 산화아연(ZnO) 나노구조를 만들고 원자적층 기술을 이용해 기존 산화아연 나노막대보다 휘도가 25배 이상 더 높은 나노막대도 구현하는 데 성공했다고 덧붙였다.

연구진이 개발한 MgO · ZnO 나노막대 모두 발광다이오드(LED) 등에 쓰이는 나노 발광 소자로 활용할 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

현재 단파장 발광소자 기술은 갈륨나이트라이드(GaN)를 기반으로 많은 기술을 확보한 일본이 대부분 특허를 독점하고 있다. 이 교수는 "일본의 기술을 우회할 수 있는 중요한 돌파구를 마련할 것으로 기대한다"고 말했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com