발광이 가능한 시트 형태의 실리콘이 개발돼 백색전구, 광센서 등 광소자로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국연구재단은 연세대 신소재공학부 최헌진 교수, 포항공대 신소재공학과 조문호 교수, 한국과학기술연구원 최원국 박사팀이 적색, 녹색, 청색 등 삼원색의 빛을 낼 수 있는 얇은 시트 형태의 실리콘 나노시트를 개발했다고 9일 밝혔다.

반도체 소자인 실리콘은 빛을 내기가 어려워 디스플레이나 조명, 센서 등에 쓰이는 광소자로 활용하는데는 한계가 있다.

실리콘에서 빛을 추출하기 위해 직경 1나노미터(㎚·10억분의 1ｍ)의 작은 입자 형태로 만들어 사용하기도 하지만, 빛의 파장 범위가 좁고 발광 효율이 낮다는 단점이 있었다.

연구팀은 눈 결정이 생성되는 모양을 본떠 1나노미터 두께의 얇은 시트 형태의 실리콘을 개발했다.

이같이 만들어진 실리콘 시트는 눈 결정이 커져 눈송이가 되는 것처럼 가지를 뻗는 구조로 돼 있어 발광하는 파장대가 적색, 녹색, 청색 등 가시광선 영역으로 확대되고, 발광 면적이 늘어나면서 빛의 세기도 커지게 된다고 연구팀은 설명했다.

실리콘 나노시트가 상용화되면 값비싼 화합물 대신 저렴한 실리콘을 광소자로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

최헌진 교수는 "실리콘 시트의 두께를 달리 해 빛의 색깔을 조절할 수도 있고, 이들을 조합해 백색광도 만들 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 미국화학회가 발행하는 나노분야 국제학술지 'ACS Nano'지 이달호 프린트판에 실릴 예정이다.