[성균관대 제공]

[헤럴드경제=안효정 기자] 성균관대는 이보람 성균관대 신소재공학부 교수 연구팀이 노용영 포항공대 화학공학과 교수 연구팀, 최종미DGIST 에너지공학과 교수 연구팀과 함께 외부 환경에 강한 코어쉘 구조의 ‘페로브스카이트 나노결정’ 기반 발광소자를 개발했다고 3일 밝혔다.

페로브스카이트 나노결정은 높은 광 발광 효율, 매우 낮은 발광 파장의 반치전폭에 따른 고색순도 등 우수한 광전자 특성을 지니고 있어 차세대 발광 다이오드, 태양전지, 광 검출기 등 다양한 광전자 소자 연구에서 주목받는 소재다.

다만 기존 페로브스카이트 나노결정은 공기 중 수분과 산소에 노출되면 소재의 안정성이 저하되는 한계가 있었다. 이러한 불안정성은 페로브스카이트 나노결정을 광전자 소자로 상용화하는 데 걸림돌로 작용돼왔다.

공동 연구팀은 페로브스카이트 나노결정 표면의 결함을 효과적으로 제거하고 나노결정 표면을 황화아연(ZnS) 껍질로 보호하는 코어쉘 구조를 도입하는 합성 기술을 개발했다.

이를 통해 제작된 코어쉘 구조의 페로브스카이트 나노결정은 외부 수분과 고온에서도 발광 효율이 유지되는 안정성을 확보했다. 특히 이러한 구조는 실제 발광소자에 적용 가능성을 열어 페로브스카이트 기반 소자의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 연구로 평가된다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업, 차세대지능형반도체기술 개발사업, 우수연구자교류지원사업, 디지스트 창의도전연구과제 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 국제 학술지 ACS Energy Letters에 10월 16일자 게재됐다.