July 22,2019

빛 응용 범위 넓힐 ‘원편광 현상’ 쉽게 설계한다

한일 연구진 '신개념 발광재료 지침' 제시

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한국과 일본 연구진이 디스플레이 분야 새 기술로 기대를 모으는 원편광 발광재료에 대해 신개념 설계 지침을 내놨다.

한국연구재단은 25일 최석원 경희대 교수와 일본 이화학연구소 아라오카 후미토 박사 공동연구팀이 이런 성과를 냈다고 밝혔다.

빛은 직진할 때 좌·우·상·하 모든 방향으로 진동하며 뻗어 나간다.

그중 동그라미를 그리며 나선형으로 나아가는 현상을 원편광이라고 한다.

업계에서는 원편광이 빛의 응용 범위를 획기적으로 확장할 수 있는 광원으로 기대한다.

해킹이나 도청을 시도하면 정보를 파괴할 수 있는 양자 암호통신이 그 좋은 사례다.

디스플레이 발광 효율도 개선할 수 있다. 외부 반사광 차단 필름을 더 쉽게 통과할 수 있어서다.

다만, 원편광 발광재료 제작이 복잡하고 어려워 연구에 제한이 있었다. 큰 에너지 손실과 투과광 강도 저하도 한계로 지적됐다.

한일 연구진은 자발적인 분자 응집으로 만들어지는 나선형의 짧은 섬유 가닥 사이에 발광체를 도입했다.

이를 통해 복잡한 원편광 발광재료 설계법을 대체할 새로운 방법을 제안했다.

지금까지는 시계·반 시계 방향 중 한쪽으로 회전하는 원편광을 발산하기 위해서는 재료도 반드시 복잡한 광학이성질체로 구성해야 한다는 고정관념이 있었다.

그러나 이번 성과에서는 입체 발생 중심(원자단 2개를 상호 교환했을 때 다른 분자가 되는 점) 없는 분자로만 구성하더라도 원편광 발광이 관측됐다.

최석원 교수는 “원편광 발광재료 설계에 대한 그간의 이론을 깬 것”이라며 “이번 연구 개념을 적용한 원편광 발광 색 변환 재료를 개발해 미래 디스플레이 산업에 이바지하고 싶다”고 말했다.

연구는 교육부·한국연구재단 기초연구사업(기본연구) 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 11일 자에 실렸다.

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