이달의 과학기술자에 김진영 울산과기대 교수

[이데일리 이승현 기자] 은 나노입자를 이용해 고분자 광전자소자의 효율을 획기적으로 향상시킨 김진영(42) 울산과학기술대학교 에너지 및 화학공학 교수가 이달의 과학기술자로 뽑혔다.

김진영 울산과기대 교수

미래창조과학부와 한국연구재단은 김 교수가 은 나노입자의 표면플라즈몬 공명을 이용해 고분자 광전자소자의 효율을 끌어올려 발광 다이오드와 태양전지의 상용화 가능성을 확인한 연구성과를 인정, 3월 과학기술자상 수상자로 정했다고 5일 밝혔다.

표면플라즈몬 공명은 금속과 유전체 사이의 경계면에서 발생하는 전자들의 집단적인 진동이 만드는 공명 현상이다.

고분자 같은 유기물은 실리콘 같은 무기물보다 제작비용이 저렴하고 용액공정으로 박막제조가 가능하지만 효율이 낮다는 한계가 있다. 효율을 높이기 위해 금속 나노입자의 표면 플라즈몬 공명을 이용하려는 연구가 활발하지만 입자 크기나 모양을 변화하거나 두 종류 이상의 금속 나노입자를 동시에 사용해야 하는 번거로움 또한 있다.

연구팀은 20분간 자외선을 쬐는 간단한 방법으로 탄소나노입자 표면에 표면플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 은 나노입자가 장식된 복합체를 만들어 광전자 소자에 적용했다.

이로써 인접한 은 나노입자간의 상호작용에서 비롯되는 전기장 강화로 크기나 모양을 바꾸지 않고도 넓은 파장영역대의 광흡수가 가능해졌다. 발광 다이오드나 태양전지에서 태양빛을 더 효율적으로 사용할 수 있게된 것이다.

김 교수는 “스마트폰 디스플레이인 유기발광소자에 적용할 경우 기존의 절반 정도 전력으로 비슷한 밝기를 낼 수 있어 배터리 소비가 줄어들고 기기 사용시간은 늘릴 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 미래부와 연구재단이 추진하는 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다. 연구성과는 지난해 9월 광학분야 국제학술지인 ‘네이처 포토닉스’(Nature Photonics)에 게재된 바 있다.

김 교수는 최근 3년간 50여 편의 고분자 광전자소자 관련 논문을 광학분야 학술지인 네이처 포토닉스와 나노분야 학술지인 나노 레터스(Nano Letters )등에 게재했다.