포항공대 신소재공학부 연구팀은 그래핀과 육방정계 질화붕소(hBN)의 샌드위치 구조를 기반으로 심자외선을 방출할 수 있는 새로운 형태의 LED 소자를 개발했다고 23일 밝혔다. 레이어. . 연구팀은 지금까지 심자외선을 방출하는 소자가 수은이나 질화알루미늄갈륨으로 만든 부품을 주로 사용했지만 이러한 기존 부품은 공해나 발광효율 문제가 있다고 설명했다. 연구 결과는 최근 세계적인 학술지"Nature Communications"에 게재되었습니다.
▲ h-BN 심자외선 LED. 개략도는 그래핀 구조를 갖는 그래핀, h-BN 및 반데르발스 이종 나노물질을 사용하여 강한 심자외선을 방출할 수 있음을 보여줍니다(C)
포항공과대학교에 따르면 현재 심자외선 LED 연구에 사용되는 주재료는 질화알루미늄갈륨(이하 AlxGa1-xN)이다. 그러나 이 물질은 파장이 짧아질수록 발광 특성이 급격히 저하되는 근본적인 한계가 있다.
이러한 한계를 극복하기 위해 포항공대는 h-BN을 소자재료로 사용하고 있다. 단일 원자층의 구조가 그래핀과 유사하고 외관이 투명하여&"백색 그래핀"이라고도 합니다.&따옴표;
AlxGa1-xN과 달리 심자외선 영역에서 밝은 빛을 내는 것으로 보고되어 심자외선 LED 개발에 활용될 수 있는 신소재로 주목받고 있다. 그러나 밴드갭이 커서 전자와 정공을 주입하기 어려워 LED를 만들 수 없다. 그러나 h-BN 나노막에 강한 전압을 가하면 터널링 효과를 통해 전자와 정공을 주입할 수 있다. 따라서 그래핀, h-BN, 그래핀이 적층된 반데르발스 이종 나노물질 기반의 LED 소자를 제작하였고, 심자외선 분광법을 통해 실제 소자가 강한 자외선을 방출함을 확인하였다.
대학 재료공학과의 Jin Zhonghuan 교수는 “새로운 파장 범위에서 새로운 고효율 LED 재료의 개발은 광학 장치 응용의 출발점이 될 수 있습니다. h-BN에 대한 본 연구의 의의는 심자외선 LED 제조의 실현에 있다. .
또한 기존 AlxGa1-xN 소재에 비해 발광효율이 현저히 높아 소자의 소형화가 가능하다.&따옴표;
