화학·나노과학전공 김동하 교수 연구팀, 세계적 권위지 ‘Nature Nanotechnology’에 논문 게재
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- 등록일2016.07.18
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화학·나노과학전공 김동하 교수 연구팀이 신소재를 활용한 고효율 디스플레이소자 개발에 성공했다.
‘Perovskite energy funnel for efficient light-emitting diodes’를 제목으로 페로브스카이트 신소재를 활용하여 고효율의 디스플레이소자를 개발한 이번 연구는 영국에서 발행되는 나노 과학 분야의 세계적 권위지인 ‘Nature Nanotechnology’에 6월 27일(월)자로 온라인 공개됐다. 본 연구는 김동하 교수 연구팀의 석·박사통합과정 전리나 씨가 주저자로 참여하고 캐나다 토론토 대학의 에드워드 사전트(Edward H. Sargent) 교수 연구팀과 공동으로 수행되었다.
페로브스카이트는 천연광물과 같은 3차원 결정 구조를 갖고 있는 화합물에 대하여 러시아 과학자인 페로브스키를 기념하여 명명된 화합물이다. 페로브스카이트 기반 발광 다이오드(LED)는 일반 LED와 OLED에 사용되는 소재보다 저렴하고 높은 색순도를 가지고 있어 천연색의 이미지를 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 소재로서의 가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 페로브스카이트의 차원 제어 공정 개발을 통해 페로브스카이트 결정 사이에서의 에너지 전달을 효과적으로 제어함으로써 소재의 형광 효율을 극대화하였다. 한편, 김동하 교수 연구진은 최근 같은 개념을 적용하여 안정적이고도 고효율의 페로브스카이트 태양전지에 관한 연구 결과를 ‘Journal of the American Chemical Society’에 게재한 바 있다. 본 연구로 외부 양자 효율(EQE)이 8.8%에 달하는 근적외선에서 빛을 발생하는 결과를 도출하였으며 이는 전세계적으로 보고된 페로브스카이트 기반 LED 중에서 가장 우수한 결과이다.
김 교수는 “이번 연구는 차원 제어를 통한 페로브스카이트 신소재를 개발함으로써 기존 페로브스카이트 기반 LED 및 태양전지의 한계를 극복할 수 있는 공정을 제시한 데 의미가 있고 이는 향후 자외선에서 가시광선 영역 대에서의 페로브스카이트 LED 개발 및 대면적 디스플레이 소자 개발의 가능성을 열어두었다”고 연구의 의의를 밝혔다.
김동하 교수는 고분자 하이브리드 나노소재를 바탕으로 에너지·환경·디스플레이·메모리·생의학적 진단 및 치료 등 다학제 융복합 분야에 대한 연구를 폭넓게 수행하고 있으며, 2012년 대한화학회 고분자화학분과 학술진보상 수상, 2013년 이화우수교원 선정, 2015년 고분자학회 중견학술상 수상 및 2015년 본교 이화펠로우 선정 등으로 연구 역량을 인정받기도 했다. 또한, 김 교수는 연구 성과를 대외적으로 인정받아 네이쳐 퍼블리싱 그룹(Nature Publishing Group)에서 발행하는 ‘Scientific Reports’, 영국 왕립 화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 ‘Nanoscale’ 및 미국과학출판사(American Scientific Publishers)가 발행하는 'Science of Advanced Materials' 등을 포함하여 다수의 국제 학술지의 편집위원 및 부편집장으로도 활동하고 있다.