[이코노미 줌In]고효율 녹색 LED 제작기술 개발

이성남 산업기술대 교수 연구팀, 그린갭 해결

국내 연구진이 최초로 반도체 발광소자의 '그린갭(green gap)' 해결 기술을 개발했다.

그린갭은 일반적인 반도체 발광소자에서 양자효율이 급격히 감소해 고효율을 얻기 어려운 영역(500㎚~600㎚의 파장)을 말한다.

한국연구재단은 이성남 한국산업기술대 교수 연구팀이 최근 탄소나노튜브를 이용해 질화물계 나노 결정을 성장시키는 방법으로 고효율 녹색 발광다이오드(LED) 제작 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 그린갭을 해결하기 위해 질소·갈륨·인듐 등 원자가 결합한 질화물계 발광다이오드의 효율을 높이기 위한 연구에 집중했다.

이후, 나노구조를 탄소나노튜브(CNT)를 이용해 그린갭을 극복할 수 있는 융합질화물 반도체 나노 구조 성장법을 개발했다.

연구팀은 실리콘 기판위에 탄소나노튜브를 수직으로 성장시킨 후, 금속의 증기를 통해 화학반응을 일으켜 박막을 형성하는 방법부터 시작했다. 이 방법은 금속유기화학증착 장치 반응로 이 속에 탄소나노튜브 상부에 갈륨 원자와 질소 원자를 주입했다.

주입된 원자는 탄소나노튜브를 따라 내려가 아래쪽에 육각형 모양의 질화갈륨 층을 만들고 이후 인듐-갈륨-질소를 주입해 탄소나노튜브 끝자락에 질화인듐갈륨 삼원계 나노 결정을 만들었다.

이 교수는 “이 연구성과는 그린갭을 해결할 수 있을 뿐 아니라 질화인듐갈륨 나노결정의 인듐 조성을 조절해 자외선에서 가시광 영역까지의 발광이 가능한 나노 융합 구조로 고효율 발광소자로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다.

최소망 기자