양자점의 발광세기 극대화한 광소재 개발

우경자 박사 연구팀, 반데르발스 힘에 의한 양자점-실리카 결합

한국과학기술연구원 우경자 박사 연구팀이 반도체 나노입자의 발광세기와 안정성을 극대화한 광소재를 개발했다.

반데르발스 힘에 의해 양자점과 실리카입자를 하이브리드 함으로써 최고의 발광세기와 안정성을 확보한 것이다.

입자 사이에 작용하는 약한 힘인 반데르발스는 그동안 힘이 약해 하이브리드 입자를 만들 수 없는 것으로 인식됐다. 연구팀은 양자점과 실리카 표면의 접촉면적을 넓혀서 반데르발스 힘을 극대화했다. 게코도마뱀이 발바닥의 미세섬모를 이용해 천정에 거꾸로 매달리는 것에 착안한 것이다.

실리카입자 표면을 울퉁불퉁한 소수성 나노구조로 만들자 오목한 부분에 반데르발스 힘에 의해 소수성 양자점이 끼워졌고, 이것을 코딩했다. 이 구조로 인해 양자점간 간격이 10㎚ 이상 균일하게 유지되고, 실리카를 코팅한 뒤에도 입자 간 응집이 거의 없었다.

합성한 하이브리드 입자는 양자점에 비해 최대 690%까지 증대된 발광세기를 나타냈다. 자외선 호나경에서 양자점은 2일 후 완전히 응집되지만, 하이브리드 입자는 5일 이상 초기의 광특성을 유지했다.

우경자 박사는 “이 연구로 개발된 광소재는 LED, 디스플레이, 바이오-이미징, 센서 등에 적용될 것으로 기대한다”고 설명했다.
이해미 기자 ham7239@