지역 대학 연구진이 참여한 국제공동연구진이 신개념의 고성능 발광구조체를 개발했다. 이에 따라 2차원 재료에 대한 응용길이 열리게 됐다. 2차원 소재는 나노미터 두께의 얇은 소재를 말한다.
22일 한국연구재단에 따르면 울산과학기술대 김병수(사진) 화학과 교수 연구팀과 미국 럿거스대 초왈라 교수팀 등의 국제공동연구진은 음전하를 띠는 이황화몰리브덴(MoS₂)이라는 물질과 양전하를 띠는 고분자 전해질을 번갈아 가며 자기조립하는 방식으로 여러 층으로 적해 수 나노미터(10억분의 1m)의 두께에도 빛을 내는 발광나노박막을 만들었다.
이황화몰리브덴은 얇아질수록 세게 발광하는 대표적인 2차원 반도체 물질로, 미래형 디스플레이나 광전자 소재에 적합하다. 하지만 여러 층으로 겹친 경우 빛 흡수와 방출이 적어지면서 발광효율이 떨어져 디스플레이나 LED(발광다이오드) 등 광전자 소자로 개발하는데 한계가 있었다.
공동연구팀 관계자는 "이번 성과로, 플렉서블 디스플레이와 초경량 전자제품에 응용할 수 있는 발광소자를 개발할 때 기존 단일층 소재에 국한돼 있었던 것에 돌파구가 될 것으로 기대한다"고 말했다.
실제 4층으로 이황화몰리브덴을 적층했을 때 발광효율이 오히려 최대 4배 이상 향상되는 것으로 나타났다. 김 교수는 "이황화몰리브덴 사이에 고분자전해질 층을 도입해 2차원 반도체 간의 층간 결합을 효과적으로 차단하는 한편 고분자전해질층이 이황화몰리브덴의 발광현상을 돕는 양전하를 많이 제공하기 때문이다"고 말했다.
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