미래창조과학부(장관 최문기)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 은 나노입자를 이용하여 고분자 광전자소자 효율을 향상시킨 공로로 울산과학기술대학교 에너지공학과 김진영 교수를 이달의 과학기술자상 3월 수상자로 선정했다고 6일 밝혔다.
김 교수는 고분자를 이용한 발광 다이오드와 태양전지의 효율을 향상시켜 상용화의 가능성을 확인한 공로를 인정받았다.
특히 김 교수는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 은 나노입자의 표면플라즈몬 공명을 이용해 고분자 광전자소자의 효율을 획기적으로 끌어올렸다.
관련 성과는 지난해 9월 광학분야 국제학술지 네이처 포토닉스(Nature Photonics)지에 게재됐고, 같은 호에 하이라이트로 별도로 소개되는 등 주목받고 있다.
고분자 같은 실리콘 같은 무기물보다 제작비용이 저렴하고 용액공정으로 박막제조가 가능하다는 장점에도 불구하고 효율이 낮다는 한계가 있었다.
효율을 높이기 위해 금, 은, 구리 같은 금속 나노입자의 표면 플라즈몬 공명을 이용하려는 연구가 활발하나 입자 크기나 모양을 변화시키거나 두 종류 이상의 금속 나노입자를 동시에 사용해야 하는 번거로움이 있었다.
이에 연구팀은 20분간 자외선을 쬐는 간단한 방법으로 탄소나노입자 표면에 표면플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 은 나노입자가 장식된 복합체를 만들고 이를 광전자 소자에 적용했다.
인접한 은 나노입자간의 상호작용에서 비롯되는 전기장 강화로 크기나 모양을 바꾸지 않고 넓은 파장영역대의 광흡수가 가능해져 발광다이오드나 태양전지에서 태양빛을 더 효율적으로 사용할 수 있게 한 것이다.
김 교수는 최근 3년간 50여 편의 고분자 광전자소자 관련 논문을 광학분야 학술지 Nature Photonics, 나노분야 학술지 Nano Letters 등에 게재했다. 2월 말 현재까지 발표한 총 80여 편의 논문들에서 약 1,800회 정도의 인용횟수를 보이는 Science지 논문을 포함해 총 6600회 정도의 인용횟수를 보이며 관련 분야를 선도하고 있다.
이달의 과학기술자상은 산・학・연에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상해 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 4월부터 시상해오고 있으며, 매월 1명씩 선정하여 미래창조과학부 장관상과 상금을 수여하고 있다.
