김동하 이화여대 교수팀… 태양전지ㆍ디스플레이 등 응용
발광소재, 태양전지, 바이오센싱 등에 쓰이는 형광체의 발광효율을 4배 가량 높이는 기술이 개발됐다.
김동하 이화여대 교수(화학나노과학과)와 사지 토머스 코츄비두 박사 연구팀은 금 나노입자가 빛과 만날 때 나타나는 `표면 플라즈몬 공명' 현상을 이용, 형광체의 발광효율을 크게 높이는 나노구조체를 개발했다고 6일 밝혔다.
표면 플라즈몬 공명은 금속 표면 전자들의 집단적 진동이 만드는 공명 현상이다. 연구팀은 금 나노입자를 내부 핵으로 하고, 형광분자 간 에너지 전이가 일어날 때 각각 에너지를 주고 받는 형광체인 `주개(donor)'와 `받개((acceptor)'를 껍질로 한 나노구조체를 만들었다. 또 금 나노입자와 껍질 사이에 실리카 층 2개를 만든 후 이 실리카 층 두께를 조절해 금 나노입자 사이의 간격과 주개-받개 형광체의 간격을 동시에 정밀하게 제어했다.
이를 통해 형광체와 금 나노입자 간, 주개-받개 형광체간 에너지 전이 효율을 크게 높임으로써 형광체의 발광효율을 4배 정도 높였다.
김동하 교수는 "이 기술은 발광체가 쓰이는 디스플레이, 생화학 센서, 태양전지 등에 광범위하게 응용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 네이처 자매지 `사이언티픽 리포트'((Scientific Reports) 4월22일자에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
김동하 이화여대 교수(화학나노과학과)와 사지 토머스 코츄비두 박사 연구팀은 금 나노입자가 빛과 만날 때 나타나는 `표면 플라즈몬 공명' 현상을 이용, 형광체의 발광효율을 크게 높이는 나노구조체를 개발했다고 6일 밝혔다.
표면 플라즈몬 공명은 금속 표면 전자들의 집단적 진동이 만드는 공명 현상이다. 연구팀은 금 나노입자를 내부 핵으로 하고, 형광분자 간 에너지 전이가 일어날 때 각각 에너지를 주고 받는 형광체인 `주개(donor)'와 `받개((acceptor)'를 껍질로 한 나노구조체를 만들었다. 또 금 나노입자와 껍질 사이에 실리카 층 2개를 만든 후 이 실리카 층 두께를 조절해 금 나노입자 사이의 간격과 주개-받개 형광체의 간격을 동시에 정밀하게 제어했다.
이를 통해 형광체와 금 나노입자 간, 주개-받개 형광체간 에너지 전이 효율을 크게 높임으로써 형광체의 발광효율을 4배 정도 높였다.
김동하 교수는 "이 기술은 발광체가 쓰이는 디스플레이, 생화학 센서, 태양전지 등에 광범위하게 응용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 네이처 자매지 `사이언티픽 리포트'((Scientific Reports) 4월22일자에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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