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‘노벨화학상 유력 후보’ 현택환 단장, ‘원자 26개 크기’ 가장 작은 반도체 개발

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크기 1나노 미만… 삼성 퀀텀닷의 5분의 1
"디스플레이용 발광 입자로 응용 연구 중"

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현택환 단장. /IBS 제공



기초과학연구원(IBS)은 현택환 나노입자연구단장(서울대 석좌교수) 연구팀이 원자 26개로 이뤄진 세계에서 가장 작은 반도체를 개발했다고 19일 밝혔다. 현 단장은 지난해 학술정보서비스 분석기업 ‘클래리베이트 애널리틱스’가 선정한 노벨화학상 유력 후보 명단에 오른 바 있다.

연구팀은 망가니즈, 카드뮴, 아연, 셀레늄 원자로 전체 크기가 1나노미터(nm·10억분의 1미터)도 되지 않는 ‘반도체 클러스터’를 만드는 데 성공했다. 클러스터는 입자 여러 개를 규칙적으로 조립한 거대 입자다. 이제껏 클러스터는 상온 환경과 공기에 노출될 경우 쉽게 분해됐지만 연구팀은 안정성을 끌어올려 1년 이상 분해되지 않고 제기능을 할 수 있도록 만들었다.

연구팀은 디스플레이용 발광 입자로 응용하기 위해 후속 연구를 하고 있다. 발광 입자는 전기를 받아 빛을 내는 입자로, 디스플레이의 픽셀을 구성하는 데 쓰인다. 발광 입자가 작을수록 더 세밀한 화면을 구현할 수 있다.

현 단장은 "현재 삼성 퀀텀닷 발광다이오드(QLED)의 발광 입자인 퀀텀닷은 크기가 5나노미터 정도인 데 반해 이번에 개발한 반도체 클러스터는 1나노미터보다도 작아 디스플레이 성능을 끌어올릴 것으로 기대된다"고 말했다.

연구팀은 실험을 통해 이 물질이 이산화탄소를 화장품·플라스틱 원료인 ‘프로필렌 카보네이트’로 바꾸는 고성능 촉매로 사용 가능하다는 사실도 확인했다.

연구성과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’에 이날 게재됐다.

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연구팀이 개발한 반도체 클러스터(가운데)

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김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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