다양한 양자 디스플레이 개발에 청신호 … 성균관대 배완기 교수팀, 양자점 광학특성 제어기술 개발

성균관대학교는 성균나노과학기술원 배완기 교수 연구팀이 차세대 디스플레이 소재로 주목받는 양자점의 광물리적 특성을 변화시킬 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

양자점은 나노미터 크기의 반도체 나노 입자로, 차세대 디스플레이 기술의 핵심 소재로 주목받는다. 이 작은 반도체 입자는 뛰어난 색 표현력과 높은 효율성을 자랑하며, 액체 상태로 처리할 수 있어 가상현실(VR)이나 증강현실(AR) 디스플레이와 같은 미래 기술에 적합하다.

연구진은 양자점의 구조적 변형을 통해 광학적 특성을 제어할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이 방법은 양자점의 표면 성장을 제어해 3차원적으로 구조적 스트레스를 가할 수 있게 한다.

연구진은 특별한 성장 기술을 통해 조성이 급격히 변하는 코어-쉘 구조의 양자점을 합성했다. 이렇게 만들어진 양자점은 내부에 압축력이 가해져 빛을 내는 성질이 변하게 된다. 변형된 양자점은 빛을 더 빠르게 방출하고 더 선명한 색상을 나타내며, 높은 발광 효율을 보여준다.

또한 연구팀은 이 방법을 확장해 빨강·초록·파랑 등 모든 색상의 빛을 내는 양자점을 만들 수 있음을 보였다.

이번 연구는 양자점의 종류에 상관없이 그 특성을 개선하는 방법을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 이는 다양한 광학 기기의 성능을 크게 향상할 수 있는 가능성을 열어주었다.

배 교수는 "이번에 개발한 기술로 만든 양자점은 더 선명하고 안정적인 빛을 낼 수 있다. 이는 양자점을 이용한 디스플레이나 기타 광학 기기의 성능을 한 단계 높일 수 있다는 것을 의미한다"며 "앞으로 다양한 분야에서 양자점의 실용적 활용이 더욱 늘어날 것으로 기대한다"고 말했다.

연구팀의 이번 연구성과는 종합과학 분야 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 2일(현지시각 기준) 온라인 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단, 산업통상자원부, 한국산업기술진흥원, 삼성디스플레이의 지원으로 이뤄졌다.