[이코노미 줌in] 단일 분자서 2개의 빛 발현기술 개발

KAIST 김보현·전석우 교수팀

KAIST(총장 강성모)는 김보현·전석우 신소재공학과 교수 연구팀이 그래핀을 이용해 단일 분자에서 형광과 인광 두 가지 빛을 번갈아 발현하는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

형광은 들뜬 전자가 빛을 낼 때 높은 에너지 상태로 올라갔다가 바로 떨어지는 것, 인광은 좀 더 낮은 에너지 상태로 이동했다가 서서히 떨어지는 것이다.

지금까지 낮은 에너지 상태로 이동한 전자가 외부 자극없이 다시 높은 곳으로 돌아갈 수 없다는 양자역학 및 광화학적 조건 때문에 단일 분자에서 두개의 빛을 번갈아 구현할 수 없다고 여겨졌다.

그러나 연구팀은 그래핀과 포르피린이라는 두 물질을 샌드위치 쌓듯이 번갈아 적층했다. 강한 인광을 내는 포르피린을 그래핀 위에 얇게 올리면 그래핀 플라즈몬(빛에 의한 전자의 집단 진동)과 포르피린의 공명에 의해 형광이 강하게 발현됐다. 이와 함께 인광도 동시에 증폭됐다.

이번 기술은 HD TV 등의 디스플레이 제품과 바이오, 광통신 등 다양한 분야에서 폭넓은 활용이 가능할 것으로 전망된다.

최소망 기자