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서형탁/전형탁 교수 공동연구팀 가시광 흡수·방출하는 산화물 나노튜브 개발

  • 등록 2013.09.03 09:20:46
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서형탁/전형탁 교수 공동연구팀 가시광 흡수·방출하는 산화물 나노튜브 개발

아주대 서형탁 교수팀과 한양대 전형탁 교수 연구팀이 공동으로 가시광 흡수율이 개선된 산화물 나노튜브를 개발했다. 이번에 선보인 나노튜브는 가시광을 잘 흡수하고 방출할 수 있어 태양전지, 태양광 촉매제, LED(발광 다이오드), 광센서 등에 쓰일 수 있는 광기능성 소자로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
반도체 특성을 갖는 여러 나노산화물은 표면적을 넓히는데 유리해 광기능성 소자로 개발하려는 연구가 그 동안 활발히 진행돼 왔으나, 상용 나노산화물은 자외선보다 파장이 긴 가시광 영역의 빛을 잘 흡수하지 못하는 경우가 대부분이었다. 때문에 불순물을 주입해 태양광을 흡수하거나 가시광을 방출하는 방법이 적용돼 왔으나, 이것은 원하는 위치에 균일하게 불순물을 주입하는 데 한계가 있었다.
이에 대응해 연구팀은 불순물 탄소를 이용하여 가시광선을 보다 잘 흡수할 수 있게 이산화티타늄의 전자구조를 변화시킴으로써 나노튜브의 구조 변형 없이도 자외선 이외의 가시광을 강하게 흡수할 수 있는 방법을 고안해냈다. 또한 튜브의 외벽과 내벽의 표면적을 극대화하여 빛 흡수 시 전달도 원활하게 했다.
그 결과 나노튜브 표면 바로 아래 격자에 탄소를 균일하게 주입해서 가시광 흡수율을 3배 이상 높인 이산화티타늄 나노튜브를 합성할 수 있었고, 이 같은 흡수율 증대는 보고된 산화물 주입 효과 중 최고 수준인 것으로 확인됐다.






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