코로나19의 천적인 LED가 나왔다. 국내 연구진이 완전히 새로운 소재로 심자외선 LED를 개발했다. 이 LED를 바이러스나 세균에 비추면 인체에 끼치는 피해를 최소화면서 사멸시킬 수 있다. 코로나19 바이러스도 포함된다.
포스텍은 신소재공학과 김종환 교수, 통합과정 송수범·윤상호 씨 연구팀이 육방정-질화붕소(h-BN)를 이용해 심자외선 LED를 최초로 만들어냈다고 23일 밝혔다.
심자외선 LED는 200~280나노미터(㎚)로 짧은 파장의 자외선을 내뿜도록 설계된 반도체 광원을 말한다. 가시광선과 달리 자외선은 물질의 형태를 변형하거나 파괴할 수 있다. 이 중 투과도가 높은 근자외선은 피부에 노출될 경우 질병을 유발할 수 있지만 심자외선은 피부 투과도가 극히 낮아 안전하게 사용할 수 있다.
연구팀이 이용한 h-BN은 단원자 층의 구조가 그래핀과 비슷하고 외관이 투명해 ‘화이트 그래핀’이라고도 불린다. 그러나 전자와 정공을 주입하기 어려워 LED로 만들어내지는 못했다.
연구팀은 h-BN 나노박막에 강한 전압을 걸어주면 터널링 효과에 의해 전자와 정공을 주입할 수 있음에 착안했다. 이에 따라 그래핀, h-BN, 그래핀을 쌓은 반데르발스 헤테로 나노소재에 기반하는 LED 소자를 제작했고, 실제 소자가 심자외선을 강하게 내뿜는 것을 심자외선 분광 장비를 통해 확인했다.
김종환 교수는 “높은 발광 효율을 갖는 동시에 소자를 소형화할 수 있어 바이러스와 세균의 살균 시스템, 반도체 소자 제작 공정, 근거리 무선 통신 등에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구결과는 학술지 네이처커뮤니케이션즈에 최근 게재됐다.
포항=안창한 기자 changhan@kmib.co.kr
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