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울산과기원, 새 디스플레이 소자 개발 앞당길 나노현미경 제작

상온서 '플렉시톤' 빛 파장 실시간 측정 성공…광학현미경 새 패러다임 열어
박경덕 울산과기원 자연과학부 교수
박경덕 울산과기원 자연과학부 교수(울산=연합뉴스) 울산과학기술원(UNIST)은 박경덕 자연과학부 교수가 새로운 광전자 소자 개발을 앞당길 수 있는 신개념 나노현미경을 개발했다고 13일 밝혔다. 박 교수가 실험실에서 연구하는 모습. 2019.7.13 [울산과기원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김근주 기자 = 울산과학기술원(UNIST)은 새로운 광전자 소자 개발을 앞당길 수 있는 신개념 나노현미경을 개발했다고 13일 밝혔다.

박경덕 자연과학부 교수팀은 미국 콜로라도대와 메릴랜드대 연구팀과 공동으로 플렉시톤(plexciton)을 만들고 조절하는 기술을 개발해 새로운 나노현미경을 만들었다.

플렉시톤은 현재 유기발광다이오드(OLED) 등 발광소자에 쓰이는 준입자(여러 개 입자가 한 개 입자처럼 움직이는 것)인 엑시톤(exiton)과 금속 내에서 진동하는 자유전자 덩어리인 플라즈몬(plasmon)이 강하게 결합한 상태를 뜻한다.

플렉시톤이 방출하는 빛은 엑시톤과 다른 특성을 가져 새로운 차원의 소자를 만들 후보로 꼽힌다.

하지만 플렉시톤의 정확한 성질은 아직 밝혀지지 않았다.

연구팀은 새로운 나노현미경을 통해 플렉시톤 상태에서 방출되는 다양한 빛 파장을 상온에서 실시간으로 측정하는 데 성공했다.

상온에서 동적인 플렉시톤 상태를 분석한 것은 이번 연구가 처음이다.

연구팀은 "제어가 가능한 금(Au) 탐침(안테나)을 이용해 플렉시톤을 생성하는 나노현미경을 제작해 실시간으로 발광 특성을 관찰할 수 있었다"며 "단일양자점에서 나오는 빛 파장이 서로 다른 두 에너지 상태로 갈라졌는데 이는 향후 새로운 광전자 소자로서 활용할 수 있음을 보여주는 것이다"고 설명했다.

박경덕 교수는 "이번에 개발한 분석 장비는 빛과 물질 간 상호작용을 강한 결합 영역으로 유도하고 능동적으로 제어할 수 있다"며 "나노 세계에서 벌어지는 현상을 관찰하는 근접장 광학현미경의 새로운 패러다임을 제시한다"고 연구 의미를 짚었다.

연구팀은 플렉시톤을 생성하고 제어하는 기술을 소자로 응용할 경우, 양자컴퓨터와 정보소자는 물론 초고휘도, 초소형, 초고속으로 파장 제어가 가능한 신개념 디스플레이로 폭넓게 응용할 수 있을 것으로 기대했다.

이 연구 결과는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'지에 7월 12일 자로 실렸다.

플렉시톤 광방출 실험모식도(좌)와 에너지 구조도(우)
플렉시톤 광방출 실험모식도(좌)와 에너지 구조도(우)[울산과기원 제공. 재판매 및 DB 금지]

canto@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2019/07/13 03:00 송고

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