선문대학교 대학원생과 학부생의 논문이 SCI(과학기술논문인용색인)급 국제학술지에 게재돼 화제다. 왼쪽부터 김황식, 신준영, 이상호, 류승윤(교수).

선문대학교 대학원생과 학부생의 논문이 SCI(과학기술논문인용색인)급 국제학술지에 게재돼 화제다.

화제의 주인공은 나노과학부 석사 이상호(28, 2015년 2월졸업)와 기계 ICT 융합공학부 4학년 김황식(24), 3학년 신준영(24) 학생이다. 이들이 게재한 국제학술지는 재료분야의 세계적 권위지인 ACS(Applied Materials & Interfaces). 이는 미국 3대 학회중의 하나인 화학학회다.

논문 제목은 ‘과도핑된, 캐리어 균형잡힌 전하 직접주입효과에 의한 형광 유기전계발광소자에서의 연구’다. 이는 스마트폰 디스플레이에 사용되는 3색(빨강, 파랑, 녹색) 발광소자 가운데 녹색 발광 소자에 대한 연구로 현재 녹색 발광 소자를 구성하는 물질에 1~2%의 불순물을 첨가해 사용하는 것이 효율이 가장 높다.

도핑은 반도체 결정 중에 필요한 불순물을 희망하는 양만큼 첨가하는 것을 말한다. 그러나 선문대 학생이 실험한 결과 불순물 첨가량을 4%로 할 경우 발광 효율이 30% 향상된 것으로 나타나 효율이 높아지면 적은 전기량으로 빛을 발하는 시간을 오래 지속시킬 수 있고 결국 배터리 소모를 줄일 수 있다고 밝혔다.

예를 들어 8시간 사용할 수 있는 휴대폰 배터리가 효율이 30% 정도 높아지면 12시간까지 사용할 수 있어 배터리 수명을 연장할 수 있는 대안 찾는 계기를 마련했다는 평가다.

논문에서 일반적으로 녹색 형광소자는 특성상 발광층에서 호스트에 도판트(불순물) 도핑비율이 1~2% 소량이고, 인광소자는 도핑비율이 7~12% 다량으로 최적도핑비율이 알려져 있다. 그러나 이번 연구에서 녹색 형광소자에서 4% 정도의 과도핑에서 오히려 형광소자의 특성이 좋아짐을 발견하고, 과학적으로 증명했다.

지도 교수인 류승윤 교수(ICT 융합공학부)는 “2년 동안 끈기 있는 실험과 분석으로 좋은 연구결과로 국제학술지에 게재해 자랑스럽다”며 “더더욱 연구에 몰두해 아몰레드(AMOLED) 디스플레이 분야에 좋은 연구 성과가 있기를 바란다”고 격려했다.

아몰레드는 능동형 유기발광 다이오드를 말한다. 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물 층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이를 말한다.

이번 논문은 2015년 2월 석사과정을 졸업한 이상호(제1저자)씨가 2014년 5월부터 실험해 소자특성을 발견하고, 김황식, 신준영 학생이 분석 및 마무리 실험을 해 국제저명학술지 SCI 논문에 게재하게 됐다.

특히 작년 이상호씨의 실수(계산착오)로 형광소자에서 과도핑한 소자가 기존 학설과 다르게 높은 소자효율을 보이는 점을 주목해 끈기 있게 분석 및 추가실험을 해 현 논문을 게재하게 됐다.

김황식 학생은 “실험을 진행하다가 도핑 실수로 인해 알게 된 현상을 설명하기 위해서 공부하고 자료를 수집하면서 많이 배웠다”며 “한 번의 실수가 오히려 실패가 아닌 새로운 것을 깨닫고 발전하는 계기가 될 수 있다는 것을 알게 되었다”고 소감을 밝혔다.