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나노 입자 발광재료

전문가 제언: □ 반도체에 전압을 인가하여 발생하는 발광현상이 전기 루미네선스(전계발광)이며 1923년 탄화규소 결정의 발광 관측을 시작으로 1923년에 GaAs p-n결합에서 높은 발광효율이 발견되면서 이에 대한 연구가 활발히 진행되었고 1960년대 말에서 1970년대 초에 이르러 거의 실용화 단계에 이르게 되었다.

□ 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 접합 다이오드에 순방향 바이어스가 되면 n영역의 캐리어인 전자는 접합부의 전위장벽을 넘어 p영역으로 이동할 때 열 또는 빛과 같은 에너지를 발산한다. 따라서 LED는 에너지를 빛으로 발생하는 소자로서 Ga, As 및 P와 같은 원소를 이용해서 적색, 녹색, 황색, 주황색 등의 빛을 방출하는 것이다.

□ LED 재료는 발광 파장이 가시광선이나 근적외선 영역에서 발광효율이 좋아야 하며 p-n의 접합제작을 할 수 있는 것이어야 하는데 이러한 물질로 비소 화 갈륨(GaAs), 인화갈륨(GaP), 갈륨비소인 화합물, 알루미늄 비소 화합물, 인화인듐(InP)등 2원소 또는 3원소 화합물 반도체 들이 이용되며 이에 대한 연구가 꾸준히 지속되고 있다.

□ 전기에 의해 발광되는 일렉트로 루미네선스(EL: electro-luminescence)는 열 이외의 에너지에 의해 빛이 복사되어 발광되는 현상이다. 일반적으로 EL는 진성 EL와 주입 형 EL로 구분되며 발광다이오드는 주입 형 EL에 속한다. 진성 EL은 황화아연(형광체) 분말을 시작으로 개발되어 EL램프와 EL디스플레이가 개발되었고 주입 형 EL은 탄화규소의 발광 발견으로 개발되어 LED개발에 응용되었다.

□ 이 글에서는 나노 입자를 이용한 발광재료의 연구현상에 대해서 설명하고 있다. 최근 청색 발광 다이오드의 발전으로 조명이나 디스플레이를 비롯하여 발광 다이오드 분야가 크게 변하고 있다. 재료 개발이나 연구 대상으로 되어있는 발광은 루미네이선스로 물질의 낮은 온도에서 외부 자극에 의해 전자가 여기 되는 광 방출 현상이다. 향후 이러한 연구가 반도체 나노 구조를 활용한 새로운 현상이나 물성 발현으로 다양한 발광 디바이스에 응용될 수 있기를 기대해 본다.

저자: Yoshihiko Kanemitsu
자료유형: 학술정보