Research Overview

โ๊ด์ ์๋๋ ธ์์ฌ์ฐ๊ตฌ์ค์ ์ฐ๊ตฌ๋ ํฌ๊ฒ ์ธ ๊ฐ์ง๋ก ๋๋์ด ๋ณผ ์ ์์ต๋๋ค. ์ฒซ์งธ๋ก, ์ต์ํํํฉ์ฑ(Wet chemistry)์ ํตํด ๋ฐ๋์ฒด ์์ฌ๋ฅผ ๋๋ ธ๋ฏธํฐ ํฌ๊ธฐ๋ก ํฉ์ฑํ๊ณ ์ด์ ์กฐ์ฑ, ํํ, ๋๋ ธ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ์ดํจ์ผ๋ก์จ ๊ด์ ์์์์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ตฌ์ฑ์์๋ฅผ ๊ตฌํํฉ๋๋ค (Thrust 1). ๋์งธ๋ก, ๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์์ ํ๋ฉดํํ(Surface chemistry)์ ์ ์ดํ๊ณ ์ -๋ฌด๊ธฐ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํจ์ผ๋ก์จ ๋๋ ธ์์ฌ์ ๊ณต์ ์ ํฉ์ฑ ๋ฐ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ถ์ฌํฉ๋๋ค (Thrust 2). ์ ์งธ๋ก, ์ด์์ ๋๋ ธ์์ฌ๋ฅผ ๊ณ ํจ์จ์ ๊ด์ ์์์(Optoelectronic devices)๋ก ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํ ์์์ ์๊ณต์ ์ ๊ณ ์ํ๊ณ ์ด์ ๊ด/์ ๊ธฐ์ ํน์ฑ์ ๋ค๋ฐฉ๋ฉด์์ ์ ๊ทผํฉ๋๋ค (Thrust 3). ์ด์์ ์ธ ๊ฐ์ง ์ฐ๊ตฌ๋ฐฉํฅ์ ์์ฌ์ ์์ ์ธก๋ฉด์์ ๊ฐ๊ฐ์ ๋ ๋ฆฝ์ฑ๊ณผ ์ ๋ฌธ์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ง๋ง, ์ด๋ค์ ์ ๊ธฐ์ /์ํธ๋ณด์์ ์ผ๋ก ์ตํฉํด ์ต์ข ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ํ ๊ด์ ์์์๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ ๊ฒ์ ๋ณธ ์คํ์ค์ ์ต์ข ์ ์ธ ๋ชฉํ๋ก ์ผ๊ณ ์์ต๋๋ค.
Thrust 1. Wet chemistry of semiconductor nanocrystals (NCs)

๋ฐ๋์ฒด๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์์ด์จ(์: Cd) ๋ฐ ์์ด์จ(์: Se) ๋ฐ์์ ๊ตฌ์ฒด, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ณ๋ฉดํ์ฑ์ (์: 1๊ฐ ์๋ฏผ, ์นด๋ฅด๋ณต์ค์ฐ, ์ธ์ฐํํฉ๋ฌผ ๋ฑ)๋ฅผ ํผํฉํ ๋ค ๊ณ ์จ์์ ๋ฐ์์ํค๋ฉด (์: ์ญ์จ 200๋ ~ 300๋) ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ ๋๋ ธ๋ฏธํฐ์์ ์์ญ๋๋ ธ๋ฏธํฐ์ ์ด๋ฅด๋ ๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์๋ฅผ ์ป์ ์ ์์ต๋๋ค. ๋ฐ์์กฐ๊ฑด์ ์กฐ์ ํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ทธ ํฌ๊ธฐ์ ํํ๋ฅผ ์ผ์ชฝ์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์์ ์์ฌ๋ก ์ ์ดํ ์ ์์ต๋๋ค. ๋ง๋ค์ด์ง ๊ฒฐ๊ณผ๋ฌผ์ ์ฃผ๋ก ์ฉ์ก์์ ๋ถ์ฐ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ ์ค์ ์์ฉ์ ์ํ ์ ์ , ํ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐ๋ง๊ณต์ ๋ฑ์ ๊ฑฐ์น๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.

๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ํน์ ์์ค ์ดํ๋ก ์์์ง๋ฉด(์: ์์ํค ๋ณด์ด ๋ฐ์ง๋ฆ), ๊ดด์์์๋ ๊ด์ธก๋์ง ์๋ ์๋ก์ด ํ์์ด ๋ฐ๊ฒฌ๋ฉ๋๋ค. ์ฆ ์ด์ ๋ฐด๋๊ฐญ(Band gap, ์ ์๊ฐ๋ ์ ์ ๋๋ ์ฌ์ด์ ๊ฐ๊ฒฉ)์ด ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์์ง์๋ก ์ฆ๊ฐํฉ๋๋ค. ์ด๋ '์์๊ตญํํจ๊ณผ (Quantum confinement effect)๋ก ์๋ ค์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์์ ๋ ํนํ ์ฑ์ง ์ค ํ๋์ ๋๋ค. ์ด ํ์์ ํ์ฉํ๋ฉด, ํ๋์ ์์ฌ๋ก ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ๊ฐ๋ฉฐ ๋ค์ํ ์์์ ๋น์ ๋ง๋ค์ด๋ด๋ ๋๋ ธ์ ์๋ฅผ ์์ฝ๊ฒ ๊ตฌํํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์ฅ์ ์ ๋ฐํ์ผ๋ก, ๊ตฌํ์ ๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์(๋๋ ์์์ , quantum dots)๋ฅผ ์ฐจ์ธ๋ ๋์คํ๋ ์ด ๋๋ ์กฐ๋ช ์ ๊ด์์ฌ๋ก ๋์ ํ๋ ค๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๊ณ ๋ฐ ์ฐ์ ๊ณ์์ ํ๋ฐํ ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์์ต๋๋ค. ์ฐ๋ฆฌ ์ฐ๊ตฌ์ค์ ์ด์์ ๊ธฐ์ด ์๋ฆฌ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ๊ณ ํจ์จ, ๊ณ ์์๋, ํ๊ฒฝ์นํ์ ์ธ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ๊ด์ฒด๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํฉ๋๋ค.
Thrust 2. Surface/interface chemistry

๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์๋ ๊ทธ ์์ฒด๋ก ์ฌ์ฉ๋ ์ ์์ง๋ง, ์ด์ ํ๋ฉด์ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋๋ ๋ฌด๊ธฐ๋ฌผ๊ณผ ์ตํฉํจ์ผ๋ก์จ ๋ค์ํ ํน์ฑ์ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ฌํ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ทน์ฑ/๋ฌด๊ทน์ฑ, ์ ๋์ฑ/๋น์ ๋์ฑ์ ๋ถ์ ๋๋ ๊ณ ๋ถ์๋ฅผ ๋๋ ธ์ ์ ์์ ๊ฒฐํฉํจ์ผ๋ก์จ ๋๋ ธ์ ์ ์ํฌ์ ์ ๋์ ์ฉ๋งค๋ฅผ ์ ์ดํ ์ ์๊ณ , ์ด๋ค์ ๋ฐ๋ง์ผ๋ก ๋ง๋ค์์ ๋์ ๊ดํ์ /์ ๊ธฐ์ ํน์ฑ ๋ํ ์์ ์์ฌ๋ก ์กฐ์ ํ ์ ์์ต๋๋ค.
Thrust 3. Device fabrication and characterization

๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์๋ ๋น์ ํก์ํด์ ์ ๊ธฐ๋ฅผ ๋ง๋ค๊ฑฐ๋ ์ ๊ธฐ๋ก๋ถํฐ ๋น์ ๋ง๋๋ ๋ฑ ๋น์๋์ง์ ์ ๊ธฐ์๋์ง๊ฐ์ ์ํธ๋ณํ์ด ์๊ตฌ๋๋ ๋ค์ํ ๋ถ์ผ์ ์ ์ฉํ ์ ์์ต๋๋ค. ๋ํ์ ์ธ ๊ฒ์ด ๊ตฌํ ๋ฐ๋์ฒด ๋๋ ธ์ ์์ธ '์์์ ์ ์ด์ฉํ ์ ๊ธฐ๋ฐ๊ด์์ ๋ฐ ๋์คํ๋ ์ด ๊ธฐ์ '์ ๋๋ค. ์์์ ์ ์ฝ์ด/๊ป์ง๊ตฌ์กฐ(core/shell heterostructures)๋ก ์ ์ํด ํจ์จ์ ๋์ด๊ณ ์ด๋ฅผ ์ ํ์ฃผ์ ์ธต ๋ฐ ์ ํ์ ๋ฌ์ธต ์ฌ์ด์ ์ฝ์ ํ๋ฉด ์ ๊ธฐ์๋์ง๋ฅผ ์ฃผ์ ํด ๋น ์๋์ง๋ฅผ ๊ตฌํํ ์ ์์ต๋๋ค. ์์์ ์ฝ์ด์ ํฌ๊ธฐ์ ์กฐ์ฑ์ ์ ๋ฐํ ์ ์ดํจ์ผ๋ก์จ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ธฐ์กด ๊ธฐ์ ์์ ๋ฏธ์ฒ ๋ฌ์ฑํ์ง ๋ชปํ๋ ๋งค์ฐ ์์ํ ์ , ๋ น, ์ฒญ์์ ๊ตฌํํ ์ ์๊ณ , ์ด๋ฅผ ๋์คํ๋ ์ด๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ํฝ์ ์ ๋์ ํจ์ผ๋ก์จ ์ฐจ์ธ๋ ๋์คํ๋ ์ด๋ฅผ ๊ตฌํํ ์ ์์ต๋๋ค. ๋๋ ๋ค์ํ ์๊น์ ์์์ ์ ์์ด ๋ฐฑ์๊ด ์กฐ๋ช ์ ๊ตฌํํ๊ฑฐ๋, ๋น์๋์ง๋ฅผ ์์ธ์ ๋์ญ์ผ๋ก ์ฎ๊ฒจ ๋งค๋ํ์ด ๊ฑด์กฐ, ์ธ๊ท ๋ฐ๋ฉธ๋ฑ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ์์ธ์ ์กฐ๋ช ๋ ๋ง๋ค ์ ์์ต๋๋ค.
์์์ ์ ์ฌ์ฉํ ์ฐจ์ธ๋ ๋์คํ๋ ์ด๋ ์ด๋ค ์ฅ์ ์ด ์์๊น์? ๋์คํ๋ ์ด๊ฐ ๋ง๋ค์ด ๋ผ ์ ์๋ ์์ฑ๋ ์ผ์์์ ์กฐํฉ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ๋๋ฉฐ, ์ผ์์์ด ์์ํ ์๋ก ๋ง๋ค์ด ๋ผ ์ ์๋ ์์์ ์กฐํฉ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํฉ๋๋ค. ์์์ ์ ๊ธฐ์กด ํ๊ด์ฒด ๋๋น ์์ฃผ ์ฐ์ํ ์์๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ํ ๋์คํ๋ ์ด๋ ๋ณด๋ค ์ฌ์ค์ ์ด๊ณ ์๋๊ฐ ๋์น๋ ๋์คํ๋ ์ด๋ฅผ ๋ง๋ค์ด ๋ผ ์ ์์ ๊ฒ์ ๋๋ค.
โ

๊ด์ ์๋๋ ธ์์ฌ์ฐ๊ตฌ์ค์์ ์ฐจ์ธ๋ ๋์คํ๋ ์ด ์์ฌ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐ๊ตฌํด๋ณด์ธ์ :)โ