조경상(88 화공) 동문이 주저자(first author)로 참여한 논문이 <네이처 포토닉스> 6월호 표지논문을 장식했습니다.

논문 제목은 'High-performance crosslinked colloidal quantum-dot light-emitting diodes(가교 기술을 이용한 고성능 QD-LED)' 입니다. <네이처 포토닉스>(Nature Photonics)는 <네이처>의 자매지로, 광학분야에서 권위를 인정받고 있는 국제 학술지입니다.

조 동문은 이미 2003년에 부저자(second author)로 참여한 논문이 <네이처>(Nature)에 게재된 바 있습니다.

조 동문은 모교에서 학사, 석사 학위를 취득하였으며, 박사 학위 또한 모교 이원홍 화학과 교수의 지도로 모교에서 취득했습니다. 이후 1999년부터 2004 년 5월까지 약 5년간 미국 UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign) 재료과와 New York Yorktown Heights 에 있는 IBM T.J. Watson Research Center 등에서 visiting scholar 로서 연구원 생활 거쳤습니다. 

2004년 6월부터는 삼성 종합기술원에서 일해오고 있습니다. 조 동문의 연구업적과 논문은 해외는 물론 국내에서도 많은 주목을 받았습니다. 국내 신문 기사를 링크합니다.

[매일경제] 삼성전자, 발광효율 10배 첨단 디스플레이 세계 첫 개발 ← 바로가기

논문의 대략적인 내용은 다음과 같습니다.

- 화학적인 합성 공정을 통해 비교적 손쉽게 제작할 수 있는 양자점(Quantum Dot)은 수 나노미터 크기를 갖는 나노 소재로서 뛰어난 색순도 뿐 아니라 양자효율이 매우 높고, 방출 또는 흡수하는 빛의 파장을 용이하게 제어할 수 있어 차세대 광소자 후보로서 많은 연구가 되어 왔다. 그러나 양자점을 이용한 발광 소자는 낮은 효율과 고비용, 신뢰성, 대면적화 등의 문제로 실험실 수준의 개념적인 연구가 진행되었으며 상용화 가능성은 낮은 것으로 평가되어 왔다.

- 이번에 발표된 양 자점 발광소자는 양자점 박막에 가교(Crosslinking) 기술을 도입하여 발광 효율을 높이고 액상 공정이 가능하게 하였으며, 전하 수송층에 무기 재료를 사용함으로써 전기적인 성능 향상 뿐 아니라 내구성도 크게 개선하였다. 양자점 발광 소자는 이론적으로 유기 EL 대비 절반 수준의 소비전력을 가질 것으로 기대되며, 향후 프린터블 공정에 의해 대면적 디스플레이로도 쉽게 구현이 가능하다. 또한 양자점 박막의 가교 기술에 의해 양자점의 에너지 특성을 제어하는 방법을 세계 최초로 개발하여 양자점이 발광 소자 뿐 아니라 조명, 태양 전지, 센서 등의 다양한 소자에 응용될 경우 소자의 성능 향상에 획기적인 역할을 할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 개발된 기술을 발광소자 기술을 적용하여 세계 최초로 양자점 디스플레이(능동형 구동, 대각선 10cm, QVGA급, 단색)를 구현함으로써 차세대 디스플레이 후보로서의 가능성을 보여 주었다.

- 이번에 제시한 양자점의 에너지 제어 기술은 가교 물질이 양자점과 결합되는 지점에서 만들어지는 쌍극자 모멘트(Dipole moment)가 양자점 박막 상하에서 비대칭적으로 형성되고 이로 인해 양자점 박막의 에너지 밴드 레벨이 이동하는 원리를 바탕으로 하고 있다.

- 기존에 보고된 양자점 발광 소자는 전하 수송층 재료와 구조에 초점을 맞춰 연구가 진행되어 재료 선택에 제약이 많았으나, 본 연구에서는 발광층인 양자점 박막 자체의 물리적인 특성을 바꾸어 전하 주입 에너지 장벽을 낮춤으로써 효율적인 발광이 가능하게 하였다.  제조가 비교적 쉬운 가교 기술을 이용한 양자점 에너지 제어 연구는 양자점의 응용성을 획기적으로 높여 향후 새로운 양자점 소자 개발에 돌파구를 연 것으로 평가된다.

첨부파일(jks.zip)로 관련된 자료로서 이번에 발표된 논문과 cover letter, editorial 에 편집자가 소개해 준 내용, 그외 논문에 언급된 자료들과 2003 년도 Nature 논문등을 첨부합니다.