대기 중 300일·150도서 27일 이상 녹색 발광 특성 유지
동의대학교 연구팀이 유기용매를 사용하지 않고 차세대 디스플레이·조명 소재인 페로브스카이트의 결정을 제어해 안정적인 녹색 발광 특성을 구현하는 건식 공정 기술을 개발했다.
동의대는 김성훈 교수 연구팀이 유기용매 없이 페로브스카이트 발광 증착막을 제조할 수 있는 '공융반응 보조 에어로졸 증착 기술'을 개발했다고 3일 밝혔다.
페로브스카이트 박막은 차세대 발광 소재로 주목받고 있지만, 기존에는 주로 스핀코팅이나 스프레이코팅 등 용액 공정을 통해 제조됐다. 이 과정에서 유해 유기용매를 사용해야 하고 원료 손실이 발생하는 데다, 대면적이나 두꺼운 박막을 만드는 데도 한계가 있었다.
진공 증착 방식의 건식 공정 역시 별도의 진공 장비가 필요하고 결정 성장과 결함을 정밀하게 제어하기 어렵다는 단점이 있었다.
연구팀은 실리카 나노입자를 혼합하는 새로운 건식 공정을 적용해 페로브스카이트 결정 크기를 제어하는 데 성공했다. 이를 통해 일반 대기 환경에서 300일 이상, 150도 조건에서도 27일 이상 녹색 발광 특성을 안정적으로 유지하는 성능을 확보했다.
이번 연구에는 동의대 홍지우 석사과정생과 광운대 이준우 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 동의대 김성훈 교수와 광운대 오종민 교수, 아주대 김상욱 교수는 공동 교신저자로 이름을 올렸다.
연구 결과를 담은 논문은 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal(화학공학저널)'에 게재됐다.