유리에 전류 흐르게 하는 기술 개발

 

유리에 전류 흐르게 하는 기술 개발

고려대 김태근 교수 연구팀 연합뉴스 | 입력 2013.11.25 12:02

고려대 김태근 교수 연구팀

(서울=연합뉴스) 최인영 기자 = 유리같은 부도체에 전류를 흐르게 하는 기술을 고려대 전기전자공학부 김태근 교수 연구팀이 개발했다.

유리는 가시광선뿐 아니라 자외선 영역의 빛에 대해서도 투과성이 높은 장점이 있지만, 부도체이고, 반도체 물질과 접촉했을 때 전류 주입이 어려워 전극 물질로 고려되지 않았다.

하지만 이번 연구 성과를 토대로 유리에 효과적으로 전류를 주입하게 되면 태양전지, 가시광 LED, OELD 등 다양한 디스플레이에 쓰이는 '투명전극' 소재로 활용할 수 있다.

25일 미래창조과학부에 따르면 연구팀은 전류가 흐르지 않는 유리의 주성분인 SiO2(이산화규소·석영)같은 산화물 내부에 전도성 채널을 만드는 방식으로 투명전극 기술을 개발했다.

기존 투명전극 소재로 쓰이던 인듐주석산화물(ITO) 전극은 가시광 영역의 투과도와 전기전도성은 높지만 자외선 영역에서는 빛을 흡수하고, 주 원료인 인듐의 매장량 대부분을 중국이 독점하고 고갈 우려도 있다는 한계가 있다.

이번에 개발된 유리 투명전극은 가시광 영역뿐 아니라 자외선 영역에서도 95% 이상의 높은 투과특성을 보였다. 이런 특징을 활용하면 위폐 감별, 살균, 수질정화 등에 쓰이는 자외선 LED나 센서 등을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

이 기술의 핵심은 유리 내부의 산소 또는 질소의 결함을 제어해 전류가 흐를 수 있는 채널을 만드는 것이다.

전압 차로 유리산화물 내부의 금속원소와 산소 또는 질소와의 결합이 끊어지면, 금속원소 주변에 산소결함 또는 질소결함으로 이뤄진 채널이 생기고, 이 채널을 통해 전하가 이동할 수 있다.

연구팀은 "양산 기술과 신뢰성 테스트 기간을 고려할 때 실용화는 3∼5년 후에 가능할 것으로 본다"고 밝혔다.

미래부와 한국연구재단의 '중견연구자지원사업(도약)' 등 지원을 받은 이번 연구의 결과는 '어드밴스트 펑셔널 머티리얼스'(Advanced Functional Materials)지 온라인판 11월11일자에 실렸다.

abbie@yna.co.kr

(끝)