[이 기사에 나온 스타트업에 대한 보다 다양한 기업정보는 유니콘팩토리 빅데이터 플랫폼 '데이터랩'에서 볼 수 있습니다.] DGIST 에너지공학과 양지웅 교수, 마현종 석박사통합과정생, 안언형 석박사통합과정생/사진=DGIST
대구경북과학기술원(DGIST)는 에너지공학과 양지웅 교수 연구팀이 차세대 광전자 소재로 주목받는 페로브스카이트의 물에 의한 열화 메커니즘을 원자 단위에서 실시간으로 관찰하고 규명하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.
이번 연구는 페로브스카이트 소재의 안정성 향상을 위한 중요한 전략을 제시, 실용화를 앞당기는 계기가 될 것으로 기대된다.
페로브스카이트는 LED, 태양전지, 광센서, 양자소자 등 다양한 광전자 소자에 적용 가능한 차세대 발광 소재다. 발광 효율과 색 재현성이 뛰어나 차세대 디스플레이 및 에너지 소재로 주목받고 있지만, 물에 대한 취약성으로 인해 실용화에 한계가 있었다.
양 교수 연구팀은 '실시간 액상 투과전자현미경' 기법을 활용해 페로브스카이트가 물과 접촉할 때 나타나는 구조적 변화를 원자 수준에서 실시간으로 포착하는 데 성공했다.
특히 결정의 면에 따라 물과의 반응 속도가 다르며, 특정 표면이 선택적으로 용해되면서 기존 입방형 구조가 점차 구형으로 변하는 과정을 시각적으로 확인했다.
연구팀은 이와 함께 페로브스카이트의 열화를 억제할 수 있는 방법도 제시했다. 리간드 또는 소수성 고분자를 나노결정 표면에 결합시켜 보호막을 형성하면 구조 변형을 효과적으로 억제할 수 있으며, 전반적인 열화 속도도 크게 감소하는 것으로 나타났다.
양 교수는 "페로브스카이트가 물에 의해 열화되는 과정을 원자 단위에서 실시간으로 시각화한 세계 첫 사례"라며 "소재 안정성 문제를 근본적으로 이해하는 데 중요한 단서를 제공했다"고 말했다. 이를 바탕으로 페로브스카이트의 안정성을 획기적으로 향상시켜 상용화를 더욱 앞당길 수 있을 것으로 보인다.
