질화물 반도체 기반 발광다이오드(LED) 대비 발광 특성과 전력소모를 획기적으로 개선할 수 있는 구리-할로겐(CuHa) 반도체 소자의 발광 메커니즘이 밝혀졌다.
반도체 소자 개발 벤처기업 페타룩스 안도열 대표(서울시립대 석좌교수)는 박승환 대구가톨릭대 교수와 공동연구한 구리-할로겐 반도체 소자 발광 메커니즘 논문이 네이처 자매 과학 학술지 사이언티픽리포트 온라인판에 발표됐다고 17일 밝혔다.
연구팀은 구리-할로겐 반도체가 기존 질화갈륨(GaN) 등과 같은 3-5족(Ⅲ-Ⅴ족) 반도체에 비해 결합 효율성이 높아 빛을 내는 정도가 월등히 뛰어나다는 것을 밝혀냈다. 이론적으로는 기존 LED 대비 동일 전류량에선 10배 밝고, 동일 밝기에선 전류 소모량이 10분의 1에 불과하다. 소금처럼 이온화 경향이 강해 결정을 성장시키기 어려울 것으로 알려졌지만 구리와 할로겐 원자는 가장 바깥쪽 전자인 가전자 상태가 중첩돼 이온화 경향이 완화된다는 것을 발견했다.
구리-할로겐 반도체는 결정 크기와 모양이 실리콘과 유사해 고가 사파이어가 아닌 저가 실리콘 기판에서 성장시키는 것이 가능하다. 생산단가를 낮출 수 있다는 의미다.
안도열 대표는 “LED조명 시장 확대의 중요한 요인인 가격 경쟁력과 소자 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 재료를 찾아냈다는 점에서 의미가 있다”며 “2017년 시제품 개발을 목표로 기존 LED조명 시장에서 강자가 되기 위해 노력 중”이라고 밝혔다.
페타룩스는 안도열 서울시립대 전자전기컴퓨터 공학부 석좌교수가 작년 6월 창업한 신생 벤처 기업이다. 안 교수 외 티엘아이와 원익IPS가 주요 주주다. 안 교수는 2005년 미국전기전자학회(IEEE) 펠로, 2009년 미국물리학회(APS) 펠로에 선정됐다.
페타룩스는 구리-할로겐 반도체 발광소자와 관련된 다수의 원천특허(미국특허 4건, 국내특허 3건, 국내특허 출원 3건)를 보유하고 있으며 현재 차세대 고효율·고휘도 LED를 개발 중이다.
한주엽 반도체 전문기자 powerusr@etnews.com
