고려대 세종캠퍼스, 반도체 내부 에너지 흐름 제어 가능성 제시

차원 페로브스카이트 내에서 형성되는 엑시톤-폴라론 동역학을 초고속 분광법으로 추적하는 모식도. 고려대 세종캠퍼스 제공

고려대학교 세종캠퍼스가 반도체 내부 에너지 흐름을 제어할 수 있는 가능성을 규명했다고 13일 밝혔다.

이 학교 이광진 반도체물리학부 교수 연구팀은 2차원 페로브스카이트에서 빛에 의해 생성된 에너지가 서로 다른 준입자 상태로 전환되는 초고속 과정을 정량적으로 규명했다.

이번 연구는 2차원 페로브스카이트에서 엑시톤–폴라론의 존재를 확인하는 데 그치지 않고, 자유 엑시톤과 엑시톤–폴라론을 구분해 두 상태 사이의 양방향 전환을 정량적으로 규명했다는 데 의의가 있다고 학교 측은 설명했다.

유기 분자 종류와 박막 제조공정에 따라 엑시톤–격자 상호작용과 에너지 손실 과정이 달라질 수 있음을 확인해, 소재 설계와 제조공정을 통한 반도체 내부 에너지 흐름 제어 가능성을 제시했다.

이광진 교수는 “초고속 분광 분석법과 동역학 모델이 2차원 페로브스카이트뿐 아니라 양자점, 유기반도체, 전이금속 칼코게나이드 등 강한 엑시톤–격자 상호작용을 지닌 다양한 반도체 소재의 광물리 현상을 분석하는 데도 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

연구 성과는 국제학술지 ‘Cell Reports Physical Science’(IF 6.9, JCR 9.4%)에 7월 15일 온라인 게재됐다.

세종=임호범 기자