"머리카락 굵기 1/10만 수준 반도체 나노입자 정밀 제어"

국내 대학 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받는 페로브스카이트(perovskite) 나노입자를 더 균일하고 효율적으로 합성해 대량으로 생산할 수 있는 방법을 개발해 눈길을 끌고 있습니다.

포스텍(POSTECH, 포항공과대학교)은 오늘(19일) 액정 용매를 이용해 균일한 고성능 페로브스카이트 나노입자 대량 합성 기술 개발에 성공했다고 밝혔습니다.

이번 연구는 포스텍 화학공학과 김영기·노용영 교수와 통합과정 임준형씨, 한명근 박사(삼성전자), 홍지수 박사(프린스턴대) 등이 참여했습니다.

페로브스카이트 나노입자는 전기전도성이 우수한 결정구조를 지니고 있어 입자 크기와 모양에 따라 빛을 흡수하고 방출하는 광전 효율이 높아 자유자재로 제어할 수 있는 점이 가장 큰 장점입니다.

특히 액체 상태에서도 공정이 가능해 차세대 태양전지와 고효율 디스플레이 분야에서 높은 활용 잠재력으로 주목받고 있습니다.

하지만 기존 합성법은 크기와 모양이 균일한 입자를 얻기 어려워 추가 공정을 거쳐야 해 생산성 문제로 산업적 활용이 제한됐습니다.

포스텍 연구팀은 액정 용매를 이용해 별도 정제 과정 없이도 균일한 페로브스카이트 입자의 크기와 모양을 정밀하게 제어하는 합성법을 개발했습니다.

이번 연구는 기존 합성 방식의 복잡한 문제를 해결하고, 나노입자를 활용한 디스플레이와 태양전지와 같은 다양한 광전자 소자 상용화를 앞당길 중요한 돌파구가 될 것으로 기대됩니다.

연구 결과는 나노 기술 분야 국제 학술지인 'ACS 나노 (ACS Nano)'에 최근 게재됐습니다.

김영기 교수는 "이번에 연구팀이 개발한 합성법은 기존 합성기술(리간드 치환법, 미세유체 합성법 등)과 높은 호환성을 갖추고 있어 디스플레이, 태양전지, 레이저, 광 검출기 등 여러 광전자 소자 성능을 높일 것"이라고 설명했습니다.

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정지훈(daegurain@yna.co.kr)