KPI뉴스 - 포스텍 연구팀, 2차원 디스플레이 만드는 광반도체 현상 규명

  • 맑음의령군21.8℃
  • 맑음속초15.7℃
  • 맑음부산22.2℃
  • 맑음대관령21.8℃
  • 맑음함양군23.8℃
  • 맑음남해21.1℃
  • 맑음완도23.7℃
  • 맑음북부산23.9℃
  • 맑음울진17.8℃
  • 맑음포항18.9℃
  • 맑음북춘천22.1℃
  • 맑음강진군23.3℃
  • 맑음임실23.9℃
  • 맑음고창24.2℃
  • 맑음산청23.5℃
  • 맑음안동22.5℃
  • 맑음고창군23.7℃
  • 맑음고흥22.1℃
  • 맑음영주22.4℃
  • 맑음청주23.6℃
  • 맑음영천22.7℃
  • 맑음동두천22.1℃
  • 맑음부안23.9℃
  • 맑음문경21.7℃
  • 맑음울릉도17.2℃
  • 맑음보령21.0℃
  • 맑음인제23.3℃
  • 맑음인천21.2℃
  • 맑음장수23.3℃
  • 맑음금산23.0℃
  • 맑음수원22.9℃
  • 맑음순천23.8℃
  • 맑음울산21.1℃
  • 맑음충주23.1℃
  • 맑음창원22.6℃
  • 맑음파주22.1℃
  • 맑음원주23.2℃
  • 맑음경주시22.9℃
  • 맑음철원23.0℃
  • 맑음군산23.9℃
  • 맑음대구22.0℃
  • 맑음정선군23.8℃
  • 맑음홍천23.8℃
  • 구름많음고산19.0℃
  • 맑음서울24.0℃
  • 맑음성산18.3℃
  • 맑음광양시23.0℃
  • 맑음장흥23.1℃
  • 맑음목포20.9℃
  • 맑음태백22.3℃
  • 맑음거제20.6℃
  • 맑음영광군23.8℃
  • 맑음해남23.1℃
  • 맑음동해18.8℃
  • 맑음밀양24.2℃
  • 맑음청송군23.5℃
  • 맑음천안23.0℃
  • 맑음춘천22.9℃
  • 맑음백령도16.8℃
  • 맑음순창군23.9℃
  • 맑음의성23.8℃
  • 맑음흑산도20.6℃
  • 맑음강릉21.9℃
  • 맑음거창23.2℃
  • 맑음보은22.2℃
  • 맑음여수21.3℃
  • 맑음상주22.3℃
  • 맑음진주22.4℃
  • 맑음양평21.9℃
  • 맑음진도군22.8℃
  • 맑음봉화22.9℃
  • 맑음보성군21.8℃
  • 맑음강화21.3℃
  • 맑음대전23.9℃
  • 맑음세종22.9℃
  • 맑음추풍령22.2℃
  • 맑음합천23.0℃
  • 맑음광주25.3℃
  • 맑음전주24.5℃
  • 구름많음제주18.8℃
  • 맑음김해시24.7℃
  • 맑음양산시24.9℃
  • 맑음영덕19.1℃
  • 맑음제천21.5℃
  • 맑음북강릉22.2℃
  • 맑음구미23.0℃
  • 맑음서산23.6℃
  • 맑음홍성24.5℃
  • 맑음통영22.4℃
  • 맑음부여24.6℃
  • 맑음이천23.2℃
  • 맑음북창원23.6℃
  • 맑음서청주22.9℃
  • 구름많음서귀포22.0℃
  • 맑음남원23.6℃
  • 맑음정읍23.3℃
  • 맑음영월23.8℃

포스텍 연구팀, 2차원 디스플레이 만드는 광반도체 현상 규명

장영태 기자
기사승인 : 2025-06-27 09:25:55
2차원 반도체 발광효율 획기적으로 높이는 원천기술 개발

포스텍 박경덕·노준석 교수 연구팀이 러시아 ITMO대 바실리 크랍초프 교수와 함께 2차원 반도체의 발광 효율을 획기적으로 향상시키는 기술 개발에 성공했다.

 

▲ 2차원 반도체의 대면적 발광효율 증강 모식도(왼쪽), 바비넷 원리와 표면격자공명 현상을 설명한 그림. [포스텍 제공]

 

27일 포스텍에 따르면 스마트폰 등 디스플레이 기기는 야외활동 시 화면이 충분히 밝지 않고, 고전력 사용에 따라 배터리 소모가 급격히 빨라지는 문제도 발생한다.

 

차세대 전자소재로 주목받는 2차원 반도체는 두께가 불과 수 원자층이기 때문에 유연하면서도 뛰어난 전기적·광학적 특성을 갖는다. 이 때문에 TSMC 등 글로벌 기업들이 반도체칩 양산을 위한 차세대 소재로 이미 상용화 연구를 진행하고 있다. 

 

하지만 단위 부피당 발광효율이 매우 높은 것에 비하여, 수 원자층 두께에서 발생하는 빛의 절대적인 세기는 여전히 낮기 때문에 디스플레이 소재로의 활용을 위해서는 발광효율 향상이 반드시 필요하다.

 

연구팀은 바비넷 원리와 표면격자공명이 발생하는 대면적 금 나노광학안테나 구조를 설계 및 제작하고, 이 위에 2차원 반도체를 적층하여 발광효율을 1600배 증강시키는 소자를 구현하는데 성공했다.

 

연구팀은 바비넷 원리가 적용되는 역발상의 안테나 구조를 고안하여 발광에너지 손실을 최소화하였고, 표면격자공명이 발생하는 배열식 구조를 제작하여 나노광학안테나 효과를 대면적으로 극대화 시킬 수 있었다.

 

2차원 반도체의 발광효율을 획기적으로 향상시킨 이 연구를 통해 손목에 감거나 의류에 부착하는 웨어러블 디스플레이 개발이 가능해질 전망이며, 디스플레이 소자의 전력소모를 크게 감소시킴으로써 스마트폰 등 전자기기의 배터리 사용 시간을 크게 늘리는 기능도 할 것으로 기대된다.

 

이번 연구는 광학 분야 국제학술지 'Light: Science & Applications'에 게재됐으며, 한국연구재단과 삼성미래기술육성재단 등의 지원으로 수행됐다.

 

논문의 제1 저자인 포스텍 물리학과 통합과정 구연정 씨는 "이번 연구는 2차원 반도체가 직면한 발광소재로써의 한계를 극복하고, 차세대 디스플레이와 광반도체 기술 상용화에 중요한 돌파구를 제시할 수 있을 것"이라고 전했다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]