[서울파이낸스 나민수 기자] 동국대는 본교 류승윤 물리학과 교수 연구팀(류승윤 교수, 이창민 박사, 이현재 박사과정생)과 김철훈 고려대 신소재화학과 교수 연구팀, 이재우 전기전자공학부 교수연구팀은 차세대 광전소자 분석을 위한 오페란도 광전기적 분석법을 개발하고, 이를 이용한 광전소자 결함에 관한 연구 결과를 제시했다고 3일 밝혔다.
오페란도 (Operando)란 Operatio(동작하는)라는 라틴어 어원으로, 실제 소자가 작동되는 환경에서 실시간으로 내부의 소자 및 소재의 특성을 파악하는 분석법이다. 연구팀은 차세대 광전소자 (QD-OLEDs, Perovskite LEDs 등) 개발에 필요한 고신뢰성을 가진 맞춤형 광전기적 동시 분석법을 제시했다.
연구팀은 기존 전기발광으로는 검출이 어려운 소자 계면에서 발생되는 기생 엑시톤(Parasite exciton) 발광 과정을 '외부 전원·레이저 광원'을 동시에 이용한 시간-분해 광발광 측정으로 확인했으며, 자체 개발한 분광 분석법으로 그 양을 정량화하는데 성공했다.
본 분석법은 시간과 비용이 많이 소모되는 기존 광전소자의 특성 평가에 비해 조기에 광전소자의 결함 원인을 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 해당 모델의 적절한 개선을 통해 태양전지나 배터리 결합 분석으로 확장할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 연구팀은 QD-LED나 마이크로 OLED 등 차세대 광전소자 분석을 위해 제시된 기술인 만큼 기존 연구에서 발견할 수 없었던 유기발광소자의 여러 결함들을 추출할 수 있었으며, 기존 정립된 이론을 정량적 수치와 함께 제시했다.
류승윤 교수는 "OLED에 관한 연구를 산업계와 학계 모두에서 경험하며 느낀 바로 분석이 정확하게 된다면 불필요한 손실(loss)을 줄일 수 있고, 이는 회사나 대학교 연구실에서도 경제적으로 도움이 된다고 생각한다"고 말했다.
해당 연구는 한국연구재단과 삼성디스플레이, 동국대의 지원으로 수행됐으며 'Operando Analysis for Understanding the Parasite Exciton Dynamics in Blue Phosphorescent OLEDs using Electrically Pumped Spectroscopy'라는 제목으로 소재·물리화학 분야 국제 학술지 'Cell Reports Physical Science (IF=8.9)' 2024년 4월1일에 온라인 게재됐다.
