카이스트 조용훈 교수 연구팀이 형광체를 사용하지 않고도 LED소자로 백색 빛을 낼 수 있는 방법을 규명했다.
앞으로 수년 내 이 기술을 이용한 LED가 상용화되면 기존에 일본 니치아•도요타고세이, 미국 크리 등이 보유한 형광체 관련 특허를 피해가면서도 훨씬 성능이 우수한 LED칩을 국내에서 만들 수 있게 된다.
카이스트는 지난 12월 14일 조용훈 교수팀이 나노미터 크기의 육각 피라미드 구조를 적용한 LED에서 다양한 색깔의 빛을 낼 수 있는 현상을 규명했다고 발표했다.

전류 구동에 의해 발광하는 나노 피라미드 LED 개념도 및 LED 발광 사진. 육각 피라미드 구조의 꼭지점(주황색), 면(청녹색), 모서리(노란색)별로 다른 색을 낼 수 있다는 점이 카이스트 연구진을 통해 밝혀졌다.

이 내용은 재료 분야의 세계적 학술지인 어드밴스트 머티어리얼즈 12월호 표지 논문에 선정됐다.
조용훈 교수팀은 반도체에 나노미터(10억분의 1ｍ) 육각 피라미드 구조를 만든 뒤 LED소자에 전류를 흘려주면 육각 피라미드의 면•모서리•꼭지점에서 각각 다른 에너지 크기를 갖는 복합구조가 형성된다는 사실을 발견했다.
각 부분이 에너지 차이로 인해 면에서는 청녹색, 모서리에서는 노란색, 꼭지점은 주황색의 빛을 낸다는 설명이다. 이를 이용해 형광체를 사용하지 않고도 백색 LED뿐만 아니라 다양한 색상을 만들어 낼 수 있을 것이라는 게 연구팀의 설명이다.
일반적으로 LED는 백색을 구현하기 위해 청색LED에 형광 물질을 도포하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법은 LED 위로 형광체가 도포됨에 따라서 빛의 효율이 떨어진다는 단점이 지적돼 왔다. 
조용훈 교수는 “나노미터 크기의 피라미드 반도체 안에서 위치에 따라 서로 다른 에너지를 갖는 흥미로운 현상을 이용해 단일 칩 백색LED는 물론 신개념의 나노 광원을 개발하는데 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
카이스트 물리학과의 고영호•김제형 박사과정 학생이 주도적으로 참여한 이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 세계수준의 연구중심대학(WCU)육성사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 

                                                                        신한중 기자 [ⓒ SP투데이 무단 전재 및 재배포 금지]

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