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본교 물리학과·화공신소재공학과 연구팀, 신개념 광전자소자 개발 가능성 제시
본교 물리학과·화공신소재공학과 연구팀, 신개념 광전자소자 개발 가능성 제시 유기 형광분자와 2차원 반도체의 새로운 하이브리드 이종구조 제시 엑시톤 전달을 이용한 반도체 에너지 전달 및 발광 특성 개선 본교 연구진이 유기 형광분자를 2차원 반도체에 적층한 하이브리드 이종구조에서 에너지 전달을 구현해 광전자소재의 발광특성을 크게 개선했다. 신개념 광전자소자 개발 가능성을 제시한 본 연구 결과는 세계적 국제학술지인 <Advanced Science(IF: 16.806, 재료과학 분야 상위 4.4%)> 6월 16일(목) 온라인판에 게재됐다. (왼쪽부터) 유영민 교수, 김동욱 교수, 권소영 박사 물리학과 김동욱 교수와 화공신소재공학과 유영민 교수 연구팀은 2차원 반도체 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenide, 이하 TMD)과 유기물 형광분자(Fluorescent Organic Molecule)로 이루어진 이종구조 계면에서 엑시톤 전달(exciton transfer)에 의한 발광 증진 효과를 발견했다. ‘엑시톤’은 들뜬 상태의 전자와 전자가 빠져나간 빈 자리에 만들어진 양공(hole)이 짝을 지어 하나의 입자처럼 이동하는 준입자를 일컫는다. 엑시톤이 매개하는 빛-물질 상호 작용에 대한 연구는 기존 한계를 극복할 고성능 광전자소자 연구에 크게 기여하고 있으며, 응집물리학은 물론 양자광학, 양자화학, 재료공학 등 다양한 학문 분야에 큰 파급력을 끼치고 있다. 하지만 지금까지는 TMD에 전자와 홀을 동시에 효율적으로 주입하는 것이 어려워 이를 기반으로 제작된 발광 소자들은 낮은 발광 효율을 보여 왔다. 자체 개발한 형광 유기분자인 DY1에서 형성된 엑시톤이 인접한 2차원 반도체 MoS2 단일층으로 전달되는 모식도 | DY1/MoS2 하이브리드 이종구조의 가시광 발광특성 향상과 엑시톤 수명 연장(작은 그림) 김동욱 교수는 대표적 TMD 물질인 MoS2 단일층 위에 유영민 교수 그룹이 OLED 개발 과정에서 확보한 DY1 형광 분자의 나노박막을 형성하여 이종구조를 제작했다. 연구팀은 광특성 측정과 주사탐침현미경을 이용한 분석을 통해 DY1 분자에서 MoS2로 엑시톤 이동에 따른 에너지 전달이 나타나고, 그 결과 MoS2의 발광특성이 크게 개선됨을 발견했다. 그동안 서로 다른 TMD 물질을 적층한 이종구조 계면에서 전하 이동 사례는 다수 보고된 바 있으나 이를 통한 에너지 전달은 어렵다고 알려져 왔다. 이번 연구를 통해 본교팀은 유기 형광분자를 TMD에 적층한 하이브리드 이종구조에서 에너지 전달을 구현해냈으며, 고성능 광전자소자 개발 가능성을 제시했다. 또한, 광학적 측정과 주사탐침현미경 분석을 상호보완적으로 활용함으로써 전하 및 에너지 전달 과정을 규명해 주목받고 있다. 제1저자인 물리학과 권소영 박사는 “학위 과정 마지막 2년여 동안 유기/무기 이종구조라는 새로운 주제를 연구하느라 크고 작은 시행착오와 많은 어려움들이 있었던 만큼, 더욱 뿌듯한 성과이며 많은 후속연구가 이루어지기를 희망한다”고 말했다. 이번 연구 성과를 담은 논문 「Exciton Transfer at Heterointerfaces of MoS2 Monolayers and Fluorescent Molecular Aggregates」는 본교 물리학과(윤석현 교수, 최태영 교수), 성균관대 기초과학연구원(김지희 교수, 김기강 교수), 충남대 물리학과(이기주 교수)와의 협력연구를 통하여 이루어졌으며, 한국연구재단(기초연구실후속지원사업, 중견연구자사업, 나노소재원천사업)과 기초과학연구원의 지원을 받아 수행됐다. 기초연구실 후속연구 지원사업 과제를 수행 중인 김동욱, 유영민 교수가 함께 공동교신저자로 논문을 게재했다. 물리학과 김동욱(연구책임자), 이상욱, 최태영 교수와 화학신소재공학부 유영민, 이병훈 교수는 ‘엑시톤 나노구조의 양자물성 제어’를 목표로 기초연구실 지원사업(19.9-22.2)을 수행해 왔으며, 연구 우수성을 인정받아 지난 3월 ‘2022년 기초연구실 후속연구 지원사업’에 연속 선정됐다. 또한 본 연구팀은 본교의 ‘학제간 융복합 공동연구 활성화 사업’의 지원을 받아 협력 연구를 수행하고, 한국연구재단과 삼성미래기술육성센터 및 재단, HFSP(Human Frontier Science Program) 등의 사업을 수행하며 연구 수월성을 인정받고 있다.
2022 여름 이화봉사단·배꽃나눔실천단 1기 발대식 개최
2022 여름 이화봉사단·배꽃나눔실천단 1기 발대식 개최 이화봉사단, 대면 봉사활동 3년 만에 재개 배꽃나눔실천단 1기 출범, 지역 기반의 이화 가치 나눔 및 사회공헌 실천 학생처(처장 박귀천) 사회봉사팀은 6월 22일(수) 오후3시 대강당에서 ‘2022 여름 이화봉사단·배꽃나눔실천단 1기 발대식’을 개최했다. 2000년 여름 72명의 봉사단으로 시작한 ‘이화봉사단’은 방학 중 국내 교육봉사, 해외 교육·의료 봉사 활동을 통해 이화의 설립 이념인 기독교적 이웃사랑을 널리 실천하고 더불어 살아가는 사회를 이루어 가는 데 앞장서고 있다. 특히, 코로나로 인해 많은 대학과 단체들이 봉사활동을 중단하는 상황에서도 이화봉사단은 비대면 방식으로 국내외 소외계층 대상 교육격차 해소를 위한 봉사를 꾸준히 진행해왔다. 이날 발대식은 안선희 교목실장의 기도와 박귀천 학생처장 인사말씀, 이화봉사단 및 참가자 소개, 배너 전달식, 이화봉사단과 배꽃나눔실천단 학생대표의 선서문 낭독 순으로 진행됐다. 박귀천 학생처장은 ‘혼자 꿈을 꾸면 꿈에 그치지만, 모두가 함께 꿈을 꾸면 그것은 새로운 세상의 시작이 된다’는 예술가 훈데르트바서(Hundertwasser)의 말을 인용하며 “오늘 이 자리에서 이화인 여러분이 함께 꾸는 꿈을 통해 더불어 살아가는 아름다운 따뜻한 세상이 시작될 것이라 믿는다”며 “3년 만에 재개된 대면 활동을 통해 좋은 선배들과 즐겁게 봉사하는 경험을 누리기 바란다”고 봉사단 학생들을 격려했다. 코로나19 거리두기 제한이 해제됨에 따라 사회봉사팀은 이번 여름방학 국내봉사 활동을 대면 방식으로 진행한다. 2019년 겨울방학 이후 처음으로 진행되는 대면 활동인 만큼 봉사단원들의 기대가 크다. 특히, 올해 발대식에는 지역사회 대상 나눔 프로그램인 ‘배꽃나눔실천단’이 함께 했다. ‘배꽃나눔실천단’은 지자체-대학이 협력하는 공유혁신대학 모델을 수립하고자 올해 1월 본교가 충청북도 내 여러 기관과 체결한 '고사리 수련관 활용 공동 추진을 위한 협약'을 바탕으로 이날 출범식을 가졌다. 총 38명의 배꽃나눔실천단 1기 단원들은 고사리수련관을 거점으로 괴산군민 대상 교육봉사와 함께 벽화그리기 등 다양한 봉사활동을 진행하며, 지역 기반의 이화 가치 나눔 및 사회공헌을 실천해나갈 계획이다. 2022 여름 국내 이화봉사단은 강원도 정선, 전라남도 고흥, 충청북도 음성 등 전국 농어촌 지역의 16개 지역아동센터에 파견되어 대면 방식으로 교육봉사를 진행한다. 해외 이화봉사단의 경우 캄보디아 이화사회복지센터와 몽골 국제울란바토르대학을 대상으로 온라인 교육봉사를 실시한다.
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