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배완기 연구실
성균관대학교 나노과학기술학과 배완기 교수
콜로이드 양자점
헤테로에피택시
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배완기 연구실

성균관대학교 나노과학기술학과 배완기 교수

배완기 연구실은 나노구조제어 기반 무기화학공학 기술을 중심으로 콜로이드 양자점(QD) 소재의 표면 패시베이션, 헤테로에피택시 성장, 스트레인 제어를 수행합니다. QD의 전계발광 및 발광 성능을 확보하기 위해 비파괴 포토패터닝과 크로스톡 저감용 가교 강화 공정 관점의 소재 설계를 결합합니다. 또한 형태 불균일성과 충전 엑시톤의 Auger 재결합처럼 재결합 메커니즘을 정량적으로 분석하여 표시용 화소소재 및 광변환 디스플레이 광원에 적용 가능한 기술 축을 구축합니다.

콜로이드 양자점헤테로에피택시표면 패시베이션비파괴 포토패터닝전계발광
대표 연구 분야
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비파괴 포토패터닝 기반 전계발광 양자점 표시용 잉크 및 화소소재 연구 thumbnail
비파괴 포토패터닝 기반 전계발광 양자점 표시용 잉크 및 화소소재 연구
Non-destructive Photopatterning-based QD Ink and Pixel Materials for Electroluminescent Displays
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헤테로에피택시 및 스트레인 제어를 통한 고색순도·고양자효율 발광 양자점 연구 thumbnail
헤테로에피택시 및 스트레인 제어를 통한 고색순도·고양자효율 발광 양자점 연구
High Color-Purity and High Quantum-Efficiency QDs via Heteroepitaxial Growth and Strain Control
연구 분야 상세보기
유사 동종합금 및 충전 엑시톤의 오제 재결합·여기 상태 분석 연구 thumbnail
유사 동종합금 및 충전 엑시톤의 오제 재결합·여기 상태 분석 연구
Analysis of Auger Recombination and Excitonic States in Mismatched Alloys and Charged Excitons
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 29
·
2024
Strain-graded quantum dots with spectrally pure, stable and polarized emission
Dongju Jung, Jeong Woo Park, Sejong Min, Hak June Lee, Jin Su Park, Gui‐Min Kim, Doyoon Shin, Seongbin Im, Jaemin Lim, K Kim, Jong Ah Chae, Doh C. Lee, Raphaël Pugin, Xavier Bulliard, E. H. Hwang, Ji‐Sang Park, Young‐Shin Park, Wan Ki Bae
IF 15.7 (2024)
Nature Communications
구조적 변형은 반도체의 밴드갭, 엑시톤 미세 구조 및 포논 에너지를 변화시켜 광학적 특성을 제어하기 위한 추가적인 조절 손잡이를 제공한다. 이러한 영향은 콜로이드 반도체 양자점(quantum dots, QDs)에서 활용될 수 있는데, 표면 성장 동역학을 제어함으로써 결함 형성을 억제하면서 3차원으로 구조적 응력을 가할 수 있기 때문이다. 그러나 광학적으로 활성인 결함으로부터 자유로운 QD에서의 구조적 변형에 대한 제어는 아직 달성되지 않았다. 본 연구에서는 동종 유사성(pseudomorphic) 이종 에피택시(coherent pseudomorphic heteroepitaxy)로 조성적으로 급격한 인터페이스를 갖는 변형 구배(strain-graded) CdSe-ZnSe 코어-쉘 QD를 구현함을 보인다. 그 결과 생성된 QD는 높은 구조적 충실도를 유지한 채 인터페이스에서 크기가 상이한 상호 탄성 변형을 견딜 수 있으며, 거의 1에 가까운 발광 효율로 광자를 가속된 속도로 방출하면서도 분광적으로 안정적이고 순수한 발광을 가능하게 한다. 우리는 비대칭 변형 효과와 양자 구속(quantum confinement) 효과를 결합하여 가시 전 영역을 포괄하는 QD의 발광 포락선을 확장하고, 이를 포토닉스 응용에 활용하는 사례를 제시한다.
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49791-z
Quantum dot
Materials science
Luminescence
Exciton
Deformation (meteorology)
Semiconductor
Optoelectronics
Spontaneous emission
Photonics
Photon
2
Article
|
·
인용수 30
·
2024
Growth Control of InP/ZnSe Heterostructured Nanocrystals
Doyoon Shin, Hak June Lee, Dongju Jung, Jong Ah Chae, Jeong Woo Park, Jeong Woo Park, Jaemin Lim, Seongbin Im, Sejong Min, E. H. Hwang, Doh C. Lee, Young‐Shin Park, Jun Hyuk Chang, Kyoungwon Park, Junki Kim, Ji‐Sang Park, Ji‐Sang Park, Wan Ki Bae
IF 26.8 (2024)
Advanced Materials
헤테로구조 반도체 나노결정(h-NCs)의 형태학은 전하 운반자의 공간적 분포와 이들의 재결합 동역학 및/또는 수송을 좌우하며, 이는 h-NCs를 활용하는 광자공학 응용의 주요 성능 지표이다. 중금속 프리 원소로 구성된 헤테로가치성(heterovalent) III-V/II-VI h-NCs의 형태를 제어하지 못하는 점은 그들의 실용적 활용을 저해한다. 본 연구는 III-V/II-VI h-NCs의 사례 연구로서, InP 나노결정 상에서 ZnSe 에필레이어를 성장시키는 성장 제어를 여기에서 제시한다. InP/ZnSe h-NCs에서 관찰되는 이방성 형태는 서로 다른 InP 나노결정의 면(facet) 위에 ZnSe 에필레이어를 성장시키는 과정에서의 면 의존적 에너지 비용에 기인하며, 서로 다른 표면 면에 대한 ZnSe의 성장 속도를 제어하기 위한 효과적인 화학적 수단이 입증된다. 궁극적으로 본 논문은 InP/ZnSe h-NCs의 제어된 형태학에 기반하여 안정적이고 순수한 발광에서 환경에 민감한 발광으로 그들의 광물리적 특성을 확장하고자 하며, 이는 다양한 광자공학 응용에서의 활용을 촉진할 것이다.
https://doi.org/10.1002/adma.202312250
Materials science
Nanocrystal
Nanotechnology
Optoelectronics
Crystal growth
Chemical engineering
Crystallography
3
Article
|
인용수 82
·
2023
Coherent heteroepitaxial growth of I-III-VI2 Ag(In,Ga)S2 colloidal nanocrystals with near-unity quantum yield for use in luminescent solar concentrators
Hak June Lee, Seongbin Im, Dongju Jung, Kyuri Kim, Jong Ah Chae, Jaemin Lim, Jeong Woo Park, Doyoon Shin, Kookheon Char, Byeong Guk Jeong, Ji‐Sang Park, E. H. Hwang, Doh C. Lee, Young‐Shin Park, Hyung‐Jun Song, Jun Hyuk Chang, Wan Ki Bae
IF 14.7 (2023)
Nature Communications
복잡한 구조는 다양한 조성의 동종 AIGS 코어와 균일한 AGS 셸 성장을 모두 아우르는 양이온들 간 반응성들을 보완한다. AIGS와 AGS 사이의 이종에피택시는 Type I 이종접합을 형성하며, 이로써 방출 코어 내부에 전하 운반자를 효과적으로 구속하고 광학적으로 활성인 계면 결함은 발생하지 않는다. AIGS-AGS NCs는 기존의 고도화된 중금속 무함유 NCs에 비해 더 높은 소멸 계수와 더 좁은 스펙트럼 선폭을 보이며, 이에 따라 디스플레이와 발광 태양광 집광기(LSCs)를 포함한 실용적 응용 분야에 즉시 적용된다.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39509-y
Quantum yield
Nanocrystal
Photoluminescence
Laser linewidth
Materials science
Heterojunction
Luminescence
Molar absorptivity
Optoelectronics
Absorption (acoustics)
최신 정부 과제
16
과제 전체보기
1
2025년 4월-2028년 12월
|2,043,170,000원
인공지능 기반 재료설계를 통한 탠덤구조 전계발광 양자점(EL-QD) 디스플레이용 화소소재 및 잉크 개발
□ 인공지능 기반 재료설계를 통한 탠덤구조의 전계발광 양자점 (EL-QD) 무기소재 및 잉크 개발 o EL-QD소자의 EQE 20% RGB QD 발광층 소재 개발 o 적색, 녹색, 청색 QD 적용 EL-QD소자의 EQE 20%를 갖는 공통층 소재 개발 o 탠덤용 CGL 소재 개발 o 잉크젯 프린팅 공정이 가능하도록 용매 간 직교성을 갖는 QD 발광층...
양자점
전계발광소자
전하수송층
직교성
잉크젯
2
2024년 7월-2028년 12월
|3,616,730,000원
초실감 자발광 양자점 디스플레이용 가교강화형 소재 및 크로스톡프리 화소 공정 기술 개발
초실감, 고색재현성 자발광 양자점 디스플레이를 위한 가교강화형 소재(양자점 발광소재, 전하전달 소재) 및 고해상도 크로스톡프리 화소 공정 기술 개발(화소밀도 7000 ppi 이상, 색재현 BT2020 95% 이상, 전기 및 전기확학적 크로스톡 3% 미만)
크로스톡프리 양자점 근안디스플레이
가교강화형 소재
축퇴올림기반 초고색순도 발광소재
직접리소그래피
실리콘강화 포토리소그래피
3
2024년 3월-2029년 2월
|7,235,982,000원
첨단산업특성화대학원지원(반도체)
국내 반도체 패키징 산업 분야의 경쟁력 확보를 위한 혁신적 고급 석박사 인재 양성* 1년차 목표- 반도체공학과의 패키징 특화 분야 교육과 연구 활성화를 위한 인프라 확보- 반도체 패키징 특화 3대 교육 커리큘럼 개발- 기업 수요 반영 산학프로젝트 (5건 이상, 참여인원 20명 이상)*2년차 목표- 반도체 패키징 특화 3대 교육 커리큘럼 개발 및 체계 구축-...
반도체공학
고급인력양성
반도체 패키징 소재
반도체 패키징 공정
반도체 패키징 설계
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2021가교와 해리가 가역적으로 가능한 양자점 리간드 및 이를 이용하여 제조된 양자점 박막1020210170447
등록2020양자점 및 이를 포함하는 발광 소자1020200017912
소멸2016아민기를 갖는 덴드리머로 리간드 치환된 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광소자 및 이의 제조방법1020160069720
전체 특허

가교와 해리가 가역적으로 가능한 양자점 리간드 및 이를 이용하여 제조된 양자점 박막

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210170447

양자점 및 이를 포함하는 발광 소자

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200017912

아민기를 갖는 덴드리머로 리간드 치환된 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광소자 및 이의 제조방법

상태
소멸
출원연도
2016
출원번호
1020160069720