[쿠키 사회] 국내 연구진이 반도체 실리콘의 낮은 발광효율을 획기적으로 높일 수 있는 방법을 찾았다.

대구경북과학기술원(DGIST) 조창희 교수(신물질과학전공) 연구팀은 미국 펜실베니아대학 (University of Pennsylvania) 리테쉬 아가왈(Ritesh Agarwal) 교수 연구팀과 공동연구를 통해 빛과 물질의 강한 상호작용을 일으키는 플라즈모닉 신물질에서 새로운 효율적인 발광 메커니즘(Hot Luminescence)을 유도해 발광효율을 높일 수 있다고 25일 밝혔다.

반도체 실리콘은 컴퓨터의 프로세서, 메모리 등 다양한 전자 소자를 구성하는 물질이다. 초고속 정보 전송 및 처리를 위해 전자가 아닌 빛을 이용하는 실리콘 포토닉스 기술에 대한 관심이 모아지고 있으나 실리콘 고유의 낮은 발광효율로 개발에 어려움을 겪고 있다.

이번 연구에서 낮은 발광효율을 갖는 실리콘 반도체를 나노 플라즈몬 공진기와 결합해 발광 재결합 시간을 매우 빠르게 조절함으로써 들뜬 상태의 전자들로부터 효율적인 발광을 가시광 영역에서 유도해 낼 수 있음을 보였다. 또 고체에 존재하는 진동 에너지의 양자역학적 입자인 포논의 특정 모드가 효율적인 발광에 밀접한 연관성이 있음을 증명했다.

DGIST 조창희 교수는 “이번 연구는 실리콘 포토닉스 기술의 큰 걸림돌이었던 실리콘 기반 광원 물질 개발뿐만 아니라 다양한 신기능성 광소자를 개발 하는 데 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.

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대구=최일영 기자 mc102@kmib.co.kr