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이철로 교수(공대 신소재공학부 정보소재공학전공)가 기존 반도체소재보다 특성이 월등히 우수한 나노선(Nanowire)을 이용해 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 디스플레이에 적용이 가능하고, micro-LED를 대체할 수 있는 반도체레이저 신기술을 개발해 세계 학계의 주목을 받고 있다.
이번 연구 결과는 나노과학 및 나노에너지 분야 세계적 저널인 『Nano Energy (Impact factor : 16.6)』 2021년 3월호에 「Tunnel Junction Nanowire Photonic Crystal Semiconductor Laser」란 논문 제목으로 게재됐다.
시각현실(VR) 및 증강현실(AR) 디스플레이에는 더 작은 크기, 더 좁은 피치 및 수직 빔 각도를 가진 초고화질 픽셀(pixel)이 필요하다. 이 연구는 반도체 광원의 넓은 발산 각도로 인해 픽셀 피치를 줄이는 데 있어 한계가 있는 기존 micro-LED를 대체할 수 있는 신기술이다.
이 기술은 결함이 극히 낮으며 전기적 특성을 가장 효과적으로 운반할 수 있는 구조인 일차원 나노와이어 반도체에, 역시 결함이 거의 없는 반도체 발광층을 제작한 다음, 수직형 소자조합을 실시하므로써 나노선 광결정 반도체 레이저의 제작방법을 제시한 연구다.
특히 이번 연구결과는 전기·전자적 특성이 우수한 기존 Si 반도체 소재와 광전자적 특성이 우수한 질화물 나노반도체 소재를 하나의 나노칩으로 조합해 차세대 전자-광전자 융합 반도체나노소자(OEIC) 실현을 위한 원천기술이고, NEMS 및 NOMS(nanoscale electronic and optelectronic mechanical system) 반도체소자 제작을 위한 기반기술이 될 것으로 기대된다. 이 교수는 이 기술을 국내에 특허 출원했으며, 해외 특허 출원까지 준비하고 있다.
이번 연구는 한국연구재단의 중견연구, 기초연구실(BRL), BK21-FOUR 사업의 지원에 의하여 수행되었으며 한국세라믹연구원과 공동으로 진행했다.
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