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POSTECH 노준석 교수팀, 구조색 가변형 컬러필터 개발

POSTECH 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 통합과정 김인기씨 연구팀은 전자전기공학과 정윤영 교수, 석사과정 윤주영씨 연구팀과 함께 산화물 반도체에 일종인 IGZO (Indium-Gallium-Zinc-Oxide)를 이용해 구조색을 임의로 변경할 수 있는 기술을 개발했다. 특히, IGZO는 플렉서블 디스플레이뿐만 아니라 뉴로모픽 전자소자에도 활발히 이용되고 있는 물질로서, 이를 나노광학 분야에 접목시킨 첫 연구이다.

IGZO는 수소 플라즈마 처리 공정을 거쳐 층 안에 전자 농도를 임의로 조절할 수 있고, 이를 통해 가시광선 전 영역에서 굴절률을 조절할 수 있다. 또한, 가시광선 영역에서 흡광 계수(extinction coefficient)는 거의 0에 근접하기 때문에 빛 손실이 극히 적어 매우 선명한 색을 투과시킬 수 있는 투과 형태의 가변형 컬러필터를 구현할 수 있음을 나노광학 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증했다.

연구팀이 개발한 IGZO 기반의 컬러필터 기술은 4층의 멀티레이어(Ag-IGZO-SiO2-Ag)로 구성돼 있으며, 파브리-페로(Fabry-Perot) 공진 특성을 이용해 선명한 색을 투과시킬 수 있다. IGZO 층의 전하 농도가 증가할수록 굴절률이 감소하고, 이는 선택적으로 투과되는 빛의 공명 특성을 변화시킬 수 있는 것을 실험적으로 확인했다.

이러한 설계 방식은 대면적 디스플레이용 컬러필터에 접목될 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로(10-6, 100만분의 1) 또는 나노(10-9, 10억 분의 1) 사이즈의 컬러프린팅 기술에도 접목될 수 있다.

연구팀은 이를 검증하기 위해 마이크로미터(μm, 1m의 100만분의 1) 사이즈의 픽셀 크기를 갖는 컬러프린팅 기술을 구현했다.

그 결과, IGZO 층의 전하 농도에 따라 센티미터 또는 마이크로미터 크기의 컬러픽셀에서 나오는 색을 임의로 조절할 수 있음을 확인했다. 또 기존의 다른 전고체 (all solid-state) 가변형 재료들(예를 들어, WO3 또는 GdOx)에 비해 전자 농도를 통해 굴절률을 변화시키기 때문에 더욱 안정적으로 그리고 빠르게 구조색을 변화시킬 수 있다는 것을 확인했다.

노준석 교수는 “이 연구는 플렉서블 디스플레이나 뉴로모픽 전자 소자 등에 활용되고 있는 차세대 산화물 반도체인 IGZO를 나노광학 구조색 디스플레이 기술에 적용한 첫 사례”라며 “전하농도를 조절함에 따라 투과되는 빛을 임의로 걸러낼 수 있는 이 기술은 차세대 저전력 반사형 디스플레이, 위변조 방지 디스플레이 기술 등에 접목될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다.

한편, 이 연구결과는 국제 권위지 ‘포토닉스 리서치(Photonics Research)’ 1일자에 발표됐으며, 연구는 삼성미래기술육성센터의 지원으로 수행됐다.








[이슈] 여·야 서울시장 후보들 부동산 정책 공개...여당은 공급, 야당은 대전환 주장
[폴리뉴스 이민호 기자]오는 4월 7일 서울시장 재보궐선거에 출마하는 여·야 후보들의 부동산 정책의 윤곽이 드러나고 있다. 13일 우상호 민주당 의원(4선·서대문갑)은 국회에서‘내일을 꿈꾸는 서울’ 정책시리즈 2탄을 발표하면서 구체적인 세대별 공공주택과 택지 공급 방안을 제시했다. 야권에서안철수 국민의당 대표는지난해 12월 서울시장 보궐선거 출마선언을 한후, 지난 7일최고위원회의에서자신의 부동산 정책 구상을밝혔다. 야권의 또 다른 후보인 나경원전 미래통합당(현재 국민의힘) 원내대표도 13일서울시장 보궐선거 출마를 선언하면서, 자신이 구상 중이 부동산 정책의 방향을 제시했다. 여당의 우상호 의원은서울시내 공공주택 16만호 공급 방안을 구체화하고,시민의 주거권 보장에 무게 중심을 뒀다면,야권 후보는 현정부 부동산 정책 방향을 비판하면서 각종 규제 완화를 포함한방향 전환에초점을 맞추고 있다. 세대별 맞춤 주택…한강변·철길 위 공공주택 여권의 우상호 의원은 공공주택 보급방안으로 ‘살기 쉬운 공공주택: 123 서울하우징’을 제시했다. 청년, 신혼부부·직장인, 장년층으로 구분해 세대별 맞춤 주택을 공급하겠다는 것이다. 우 의원은 청년 층은 주거안심에 초점을 맞춰 10

[반짝인터뷰] 이정윤 원자력안전과미래 대표 "월성 원전 누출 문제 핵심은 비계획적 유출"
경북 경주 월성 원전 부지 지하수에서 방사성 물질인삼중수소가 검출된 것과 관련해 국내 최초 원자력 안전 전문가인 이정윤 원자력안전과미래 대표는 "월성 원전에서 누출된 삼중수소 71만 3000 베크렐(Bq·방사능 측정 단위)은 최대 수치가 아닐 수 있다"고 경고했다. 이정윤 대표는 13일 <폴리뉴스>와 전화 인터뷰에서 "이번 방사능 유출 문제의 핵심은 정상적인 누출이 아니라 비계획적 유출"이라고 지적하며 이같이 밝혔다. 이번 논란은 지난 2019년 6월 한수원<월성 원전 부지 내 지하수 삼중수소 관리현황 및 조치계획>에월성 원전 3호기 터빈갤러리에서 리터(L)당 71만 3000 베크렐의 삼중수소가 검출됐다는 것이 뒤늦게 알려지면서 불거졌다. 이는 한수원 배수로에 대한 배출 관리 기준인 4만 베크렐의 18배가 되는 양으로 이 대표는 물과 희석되는 삼중수소 특성을 들며 한수원 측정 시점 이전부터 다량의 삼중수소가 관리주체모르는 사이 누출됐을 가능성이 크다고 본 것이다. 그는 "이런 저런 이유로 누출된 수치가 데이터로 나왔는데, 건강에는 문제가 없다고 이야기 하는 것은 사업자 논리이지 국민의 안전을 생각하는 논리가 아니다"고 비판했다. 인체에

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