InGaN/GaN 단일 양자우물(QW)은 층간 엑시톤 거동을 조사하기 위해 설계되었다. QW에서의 양자구속은 이종접합 계면 근처에 전하를 국소화하여, 층간 엑시톤 상태를 직접 관찰할 수 있게 한다. 저온 광발광(photoluminescence) 측정 결과, 2.02 eV에서의 뚜렷한 발광 피크가 확인되었으며, 이는 이종접합 계면에서 층간 엑시톤이 형성되었음을 시사한다. 이러한 전략은 혼합 차원(mixed-dimensional) 시스템에서 엑시톤 동역학을 공학적으로 제어하기 위한 독특한 접근법을 제공하며, 계면 층간 엑시톤 동역학을 맞춤화하여 활용하는 광전자 소자에 대한 함의를 갖는다.

광학 도파관 효과를 위한 육각형 유기 미세관 1차원 도파관은 다양한 광전자 응용에서 핵심 구성요소이다. 본 연구(교신저자/공저자 Kyusang Lee, Jae-Won Jang, Dong Hyuk Park 및 동료들, 논문 번호 2303077 참조)에서는 용액 자기조립 기술을 통해 1차원 도파관 플랫폼으로서 육각형 유기 미세관을 1단계 공정으로 신속하게 성장시킨다. 이온성 액체는 유기 분자의 빠른 조립을 촉진하고 미세관을 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다. 또한 형광 시아닌 염료의 검출을 시연하여, 이들의 생체센서에서의 잠재적 응용 가능성을 강조한다.

전기기(電磁氣)파를 전달하는 광 도파로는 집적 광회로 및 광통신을 포함한 다양한 광전기 응용 분야에서 핵심적인 구성요소이다. 그중에서도 1차원 관형(튜브형) 광 도파로 구조는 광 마이크로공진기 내에서의 모드 선택을 통해 효율적인 원거리 에너지 전달을 가능하게 한다. 그러나 이는 복잡한 제작 공정으로 인해 적용이 제한된다. 본 연구에서는 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate(BMIMBF4) 이온성 액체를 활용하여 평균 종방향 길이 ≈15 µm의 육각형 tris(8‐hydroxyquinoline) 알루미늄(Alq3) 마이크로튜브를 수분 내에 자가조립한다. 이러한 신속한 제작은 육각형 마이크로로드를 형성하는 BMIMBF4의 높은 전자 친화성에 의해 가능해진다. 또한 BMIMBF4 이온성 액체는 성장 과정에서 마이크로로드의 중앙 영역을 에칭하여 벽 두께 ≈650 nm의 마이크로튜브를 형성한다. 제작된 Alq3 마이크로튜브는 마이크로로드(0.271 µm−1)에 비해 광 손실 계수(0.054 µm−1)가 감소하는 등 도파로 특성이 유의하게 향상됨을 보인다. 이온성 액체를 이용하여 Alq3 마이크로튜브를 제작하는 데에 대한 본 방법은 고도화된 광통신을 위한 광전기 구성요소로서 유기 마이크로구조를 활용하는 효율적인 접근법이다.

InGaN/GaN 단일 양자우물(QW)은 층간 엑시톤 거동을 조사하기 위해 설계되었다. QW에서의 양자구속은 이종접합 계면 근처에 전하를 국소화하여, 층간 엑시톤 상태를 직접 관찰할 수 있게 한다. 저온 광발광(photoluminescence) 측정 결과, 2.02 eV에서의 뚜렷한 발광 피크가 확인되었으며, 이는 이종접합 계면에서 층간 엑시톤이 형성되었음을 시사한다. 이러한 전략은 혼합 차원(mixed-dimensional) 시스템에서 엑시톤 동역학을 공학적으로 제어하기 위한 독특한 접근법을 제공하며, 계면 층간 엑시톤 동역학을 맞춤화하여 활용하는 광전자 소자에 대한 함의를 갖는다.

광학 도파관 효과를 위한 육각형 유기 미세관 1차원 도파관은 다양한 광전자 응용에서 핵심 구성요소이다. 본 연구(교신저자/공저자 Kyusang Lee, Jae-Won Jang, Dong Hyuk Park 및 동료들, 논문 번호 2303077 참조)에서는 용액 자기조립 기술을 통해 1차원 도파관 플랫폼으로서 육각형 유기 미세관을 1단계 공정으로 신속하게 성장시킨다. 이온성 액체는 유기 분자의 빠른 조립을 촉진하고 미세관을 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다. 또한 형광 시아닌 염료의 검출을 시연하여, 이들의 생체센서에서의 잠재적 응용 가능성을 강조한다.

전기기(電磁氣)파를 전달하는 광 도파로는 집적 광회로 및 광통신을 포함한 다양한 광전기 응용 분야에서 핵심적인 구성요소이다. 그중에서도 1차원 관형(튜브형) 광 도파로 구조는 광 마이크로공진기 내에서의 모드 선택을 통해 효율적인 원거리 에너지 전달을 가능하게 한다. 그러나 이는 복잡한 제작 공정으로 인해 적용이 제한된다. 본 연구에서는 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate(BMIMBF4) 이온성 액체를 활용하여 평균 종방향 길이 ≈15 µm의 육각형 tris(8‐hydroxyquinoline) 알루미늄(Alq3) 마이크로튜브를 수분 내에 자가조립한다. 이러한 신속한 제작은 육각형 마이크로로드를 형성하는 BMIMBF4의 높은 전자 친화성에 의해 가능해진다. 또한 BMIMBF4 이온성 액체는 성장 과정에서 마이크로로드의 중앙 영역을 에칭하여 벽 두께 ≈650 nm의 마이크로튜브를 형성한다. 제작된 Alq3 마이크로튜브는 마이크로로드(0.271 µm−1)에 비해 광 손실 계수(0.054 µm−1)가 감소하는 등 도파로 특성이 유의하게 향상됨을 보인다. 이온성 액체를 이용하여 Alq3 마이크로튜브를 제작하는 데에 대한 본 방법은 고도화된 광통신을 위한 광전기 구성요소로서 유기 마이크로구조를 활용하는 효율적인 접근법이다.

순수 유기 발광체는 상온에서 장시간 지속되는 인광을 생성할 수 있다. 이들 발광체는 매우 낮은 독성과 환경 친화적인 공정을 바탕으로, 흔히 수 밀리초에 이르는 연장된 발광 감쇠와 높은 양자수율을 함께 제공하므로 다양한 발광 및 감지 플랫폼에 유망하다. 상온 인광(RTP)은 유기 결정의 결정성뿐 아니라 형상에도 크게 의존하며, 이러한 특성은 주변 환경의 영향을 상당히 받는다. 주요 요인으로는 유기 발광체가 용해되거나 분산되는 유기 용매, 유기 결정이 성장하는 표면 특성, 그리고 인접한 인접 발광체가 포함된다. 본 연구는 친환경 셀룰로오스 막 위에서 숙주 분자와의 혼성화(hybridization)를 통해 RTP를 나타내는 나노로드(nanorod) 형태의 순수 유기 크로모포어를 형성하는 전략을 제시한다. 결정 형태의 조절은 광물리적 특성에 유의미한 영향을 미치고 인광 효율을 향상시키는 동시에 1차원 기하구조를 따라 도파된(waveguided) 발광을 가능하게 한다. 마지막으로 밀리초 영역의 초장 인광 수명을 활용하기 위해, Rhodamine B라는 유기 형광체와의 결합을 통해 인광 공명 에너지 전달(Phosphorescence resonance energy transfer)을 구현하였으며, 접촉 부위에서 형성되는 무정형 계면(amorphous interface)을 통해 조절 가능한 발광 가능성을 보여준다.

이 연구는 β-다이케톤 리간드를 갖는 금속-유기 전구체를 이용하여 자외선(UV) 보조 어닐링 공정으로 스핀-온 산화물 반도체를 합성함을 보여준다. 이 공정은 수소 및 산소 관련 도너 종(donor species)의 높은 밀도를 유지하면서 분해와 이어지는 응축(condensation)을 촉진한다. 이러한 도너는 자유 전자를 효과적으로 공급하고, 도체 밴드 최소값(CBM) 근처의 천이(얕은) 트랩 상태를 채워, 캐리어 이동도와 온전류를 향상시킨다. SiO2 게이트 절연체를 사용한 하부 게이트 트랜지스터에서 피크 전계 효과 이동도 89 cm2/V·s, 온전류(Ion) 26.42 μA, 그리고 Ion/Ioff 비 108을 달성하였다. 또한 CBM 근처의 높은 트랩 상태 밀도는 UV에서 가시광까지의 스펙트럼 검출 범위를 확장하여, 높은 감도(responsivity) 8,900 A/W와 검출도(detectivity) 1.26 × 1014 Jones를 산출하였다. 이와 같은 광응답의 광대역 특성을 활용하여 휘발성 유기화합물(VOCs) 검출을 위한 수직 적층 센서 플랫폼을 추가로 개발하였다. 이러한 결과는 고성능 산화물 전자소자와 다기능 센서 플랫폼을 구현하기 위한 강력한 전략으로서 UV 보조 용액 공정이 가능함을 시사한다.