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조성용 연구실
한양대학교 차세대반도체융합공학부 조성용 교수
원자층증착(ALD)
양자점(QD)
전계발광(QLED)
조성용 교수 연구실
기본 정보
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구성원

조성용 연구실

한양대학교 차세대반도체융합공학부 조성용 교수

조성용 연구실은 차세대반도체융합공학부 관점에서 양자점 기반 디스플레이와 광전소자에 필요한 반도체공정·박막공정 기술을 중심으로 연구를 수행합니다. 원자층증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)과 화학증착 공정을 이용해 다층 박막과 초박막 배리어를 제어하고, 패터닝 공정을 연계해 전계발광(QLED) 및 광응답 소자를 제작합니다. 또한 무기 나노재료 및 산화물 계면을 도핑·배향·리간드 치환 관점에서 설계하며, 박막 성분 분석과 광학 손실 분석을 통해 소자 성능과 안정성을 함께 개선하는 접근을 보유하고 있습니다.

원자층증착(ALD)양자점(QD)전계발광(QLED)박막공정산화물 반도체
대표 연구 분야
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ALD 기반 미세 패터닝 및 전계발광 양자점(QD) 디스플레이 소자 제작 thumbnail
ALD 기반 미세 패터닝 및 전계발광 양자점(QD) 디스플레이 소자 제작
ALD-enabled micro-patterning and QD electroluminescent display device fabrication
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

2총합

5개년 연도별 피인용 수

0총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
인용수 1
·
2026
Light outcoupling strategies for quantum dot light-emitting diodes
Rakesh Kumar Jha, H. S. Kim, Seong-Yong Cho
IF 5.1 (2026)
Nanoscale
양자점 발광다이오드(QLEDs)는 탁월한 색순도, 좁은 발광 스펙트럼 선폭, 조절 가능한 스펙트럴 특성을 결합함으로써 차세대 디스플레이 및 조명 기술 분야의 선두 주자로 자리매김해 왔다. 재료 및 소자 공학에서의 상당한 발전에도 불구하고, QLED의 외부 양자효율은 비효율적인 광추출(LOC)로 인해 본질적으로 제한을 받으며, 방출된 광자의 상당 부분이 내부 전반사, 도파관 구속, 금속 흡수에 의해 포획된다. 이러한 광학적 손실은 현대 QLED의 비최적 성능에서의 획기적 향상을 구상하기 위해 정면으로 대처되어야 한다. 본 연구에서는 QLED에서 광추출(LOC) 불일치를 비판적으로 분석하고 개선하기 위한 완화 접근법을 논의하기 위해 다양한 고도화된 전략을 제시한다. 본 연구에서 엄밀히 평가한 LOC 전략에는 마이크로캐비티 공학, 굴절률 변조, 쌍극자 방향 제어, 표면/계면 공학이 포함된다. 각 전략은 그 물리적 기반, 설계 원리, 제작의 복잡성, 그리고 소자 성능에서의 상충관계를 관점으로 하여 검토된다. 특히 각도에 따른 발광의 균일성을 유지하면서도 광 추출을 향상시키고, 구조적 안정성 및 대규모 제조를 위한 확장성을 확보하는 데 중점을 둔다. 종합하면, 본 연구의 LOC 전략은 고효율이며 상업적으로 실용 가능한 QLED의 개발을 위한 명확한 로드맵을 제시하여, 고도화된 광전자 응용을 위한 기반을 마련한다.
https://doi.org/10.1039/d5nr03160e
Light-emitting diode
Quantum dot
Photon
Fabrication
Diode
Scalability
Quantum
Waveguide
2
article
|
·
인용수 1
·
2026
Mg-Doped NiO Hole Transport Layers with Ultrathin ALD-MgO Diffusion Barriers for All-Inorganic Quantum Dot Light-Emitting Diodes
Min Seok Kim, Rakesh Kumar Jha, Y. Kim, Jeong Woo Park, Hyeonseung Ban, Minsu Kim, Wan Ki Bae, Moonsub Shim, Seong-Yong Cho
IF 5.5 (2026)
ACS Applied Nano Materials
혼성 양자점(QD) 발광 다이오드(QLED)는 일반적으로 유기 정공 수송층에 의존하지만, 산소와 수분에 대한 취약성으로 인해 장기 안정성이 크게 제한된다. 이러한 유기층을 NiO와 같은 p형 투명 산화물 반도체로 대체하는 것은 화학적·전자적으로 견고한 대안이지만, 무결정 상태의 NiO와 QD의 1Sh 상태 사이의 큰 원자가 밴드 오프셋(∼0.6 eV)은 효율적인 정공 주입을 제한한다. 본 연구에서는 솔–겔 공정을 통해 Mg를 도핑한 NiO 박막을 설계하여, p형 전도도를 동시에 향상시키고 QD 층과의 원자가 밴드 정렬을 조율하고자 하였다. 또한 소수 주기(∼few-cycle) 원자층 증착(ALD)을 사용하여 인듐 주석 산화물(ITO)을 초박막(∼1 nm) MgO 층으로 균일하게 코팅함으로써 확산 장벽을 구현하였으며, 430 °C에서 어닐링하는 동안 인듐 이온의 이동을 억제하여 계면 무결성을 보존하고 소자 안정성을 향상시켰다. 도판트 조절 NiO와 ALD 기반 확산 차단의 결합은 현저하게 향상된 발광 휘도와 외부 양자 효율을 보이는 QLED를 제공하였다. 이러한 결과는 안정적이고 최적의 성능을 갖추며 전부 무기(올-인오르가닉)인 QLED 구조를 개발하기 위한 실행 가능한 계면 엔지니어링 전략을 제시한다.
https://doi.org/10.1021/acsanm.5c05195
Quantum dot
Non-blocking I/O
Indium
Annealing (glass)
Indium tin oxide
Oxide
Atomic layer deposition
Thin film
3
article
|
·
인용수 0
·
2025
Enhanced Photoresponse of Quantum Dot-Coated ITZO Phototransistors by Atomic Layer Deposition of ZnO
Jihyeon Woo, Siyun Kim, Minsu Kim, Jidong Jin, Seong-Yong Cho, Jaekyun Kim
IF 4.7 (2025)
ACS Applied Electronic Materials
가시광 스펙트럼에서 강한 흡광 특성을 나타내는 양자점(Quantum dots, QDs)은 포토트랜지스터의 가시광 검출을 향상시키는 광활성 물질로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 CdSe/ZnS QD를 인듐–주석–아연 산화물(indium–tin–zinc oxide, ITZO) 박막 트랜지스터 위에 스핀 코팅하여, 광응답성이 향상된 QD 코팅 포토트랜지스터를 제작하였다. QD 필름에 대한 포토리소그래피 공정의 호환성을 확보하기 위해, 용매 상용성의 비직교성(solvent orthogonality)을 제공하는 패시베이션 층으로 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 방식의 ZnO 층을 적용하였다. 특히 이 보호 기능을 넘어, ALD ZnO 처리는 계면에서의 전하 수송을 향상시켰다. 이는 증기상 리간드 교환 및 환원 과정을 통해 QD 표면의 절연성 올레산(oleic acid) 리간드가 부분적으로 치환되며, 그 결과 QD 쉘과 ITZO 채널 사이의 전도대(conduction band) 장벽이 감소하기 때문으로 설명된다. 저조도 조건(0.02 mW/cm2)에서, 소자는 VG = 10 V일 때 266.7 A/W의 감도를 달성하였고, VG = 10 V에서 9.3 × 1010 jones의 검출도를 나타내어, 처리하지 않은 소자(200 A/W, 5.6 × 1010 jones)보다 모두 더 높은 값을 보였다. 또한 주사 광전류 현미경(scanning photocurrent microscopy) 매핑 분석 결과, ALD ZnO 처리 소자는 286 μA의 최대 광전류를 보인 반면, 처리하지 않은 소자는 1.58 mW/cm2 및 532 nm 조명 조건에서 192 nA에 그쳤다. 이는 광전류가 약 1000배 증가한 것으로, 광전도(photoconductive) 효과와 광게이팅(photogating) 효과의 상승적(synergistic) 기여를 시사한다.
https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c02276
Photocurrent
Quantum dot
Passivation
Atomic layer deposition
Photoconductivity
Responsivity
Visible spectrum
Photolithography
Layer (electronics)
최신 정부 과제
14
과제 전체보기
1
2025년 8월-2028년 8월
|64,094,000
마이크로 디스플레이 응용을 위한 반도체 집적 공정 방식의 양자점 고해상도 전계발광 프론트플레인 핵심기술 개발
- FWHM 35 nm 이하, 공정 전/후 발광효율 20 % 이하 감소- 기상증착 기반 전무기 QD EL 소자 외부 양자효율 10%- QD EL 소자 최대 휘도 50,000 cd/m2 (적/녹색 기준)- 전무기 전계발광 소자 수명 t90 ≥100 h @ 1,000 cd/m2- 200 ℃ 이하의 공정온도 및 비산소 반응물 도입된 다성분계 산화물 ALD 공정...
양자점
원자층증착법
발광다이오드
패터닝
전무기
2
2025년 3월-2029년 12월
|1,125,000,000
초실감 디스플레이 실용화를 위한 초고굴절 투명 나노광학소재 및 메타표면 대량 생산 플랫폼 기술 개발
초고굴절 투명 나노광학소재(n≥2.5 @ R,G,B//T≥90% @ visible) 개발 및 이를 활용하여 초실감 마이크로 디스플레이에 적용 가능한 초박형 메타표면의 대면적/대량생산을 위한 제조기술 플랫폼 개발
메타렌즈
초고굴절 소재
투명 소재
나노임프린트
초실감 디스플레이
3
2025년 3월-2029년 12월
|1,441,730,000
초실감 디스플레이 실용화를 위한 초고굴절 투명 나노광학소재 및 메타표면 대량 생산 플랫폼 기술 개발
초고굴절 투명 나노광학소재(n≥2.5 @ R,G,B//T≥90% @ visible) 개발 및 이를 활용하여 초실감 마이크로 디스플레이에 적용 가능한 초박형 메타표면의 대면적/대량생산을 위한 제조기술 플랫폼 개발
메타렌즈
초고굴절 소재
투명 소재
나노임프린트
초실감 디스플레이
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2024슈퍼사이클 원자층 증착을 이용한 양자점 발광 소자용 전자 수송층 박막의 제조 방법 및 이의 제조 방법으로 제조된 양자점 발광 소자1020240146795
공개2024포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법 및 이에 의한 양자점 박막 패터닝 구조물1020240073884
등록2024금속 산화물 나노 입자의 제조 방법, 이에 의해 제조된 금속 산화물 나노 입자 및 이를 포함하는 표시 장치1020240010355
전체 특허

슈퍼사이클 원자층 증착을 이용한 양자점 발광 소자용 전자 수송층 박막의 제조 방법 및 이의 제조 방법으로 제조된 양자점 발광 소자

상태
등록
출원연도
2024
출원번호
1020240146795

포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법 및 이에 의한 양자점 박막 패터닝 구조물

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240073884

금속 산화물 나노 입자의 제조 방법, 이에 의해 제조된 금속 산화물 나노 입자 및 이를 포함하는 표시 장치

상태
등록
출원연도
2024
출원번호
1020240010355

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