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인하대 연구팀, 핫전자를 이용한 광전도 특성 혁신 기술 개발

[여성종합뉴스]인하대학교(총장 조명우)의 신소재공학과 이문상 교수팀이 최근 핫전자를 이용하여 광전도 특성의 한계를 극복할 수 있는 새로운 물리적 매커니즘을 확인했다고 밝혔다. 이번 발견은 광전소자의 성능 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

 

광전소자는 태양전지, 라이다센서, 이미지센서 등 다양한 기술에 사용되며, 태양에너지와 같은 빛에너지를 전기에너지로 변환한다.

 

핫전자는 광에너지가 금속에 부딪힐 때 생성되는 고에너지 전자로, 이를 활용하여 기존 광전소자의 에너지 전환 효율을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

 

연구진은 금속 나노 구조체와 N형 질화갈륨을 이용한 금속·반도체 나노 다이오드를 제작하여 플라즈몬 핫전자의 포집과 광전지 효과를 실험적으로 증명했다.

 

이 과정에서 표면플라즈몬 공명 현상을 통해 생성된 핫전자가 반도체의 깊은 결함 준위에 효과적으로 포집되어 광전도도와 광전지 효과가 향상되었다는 결과를 얻었다.

 

이번 연구는 광촉매 응용 분야에 국한되었던 핫전자의 활용 범위를 광전자 분야로 확장시키는 데 성공함으로써 응용 가능성을 크게 넓혔다.

 

또한, 연구 결과는 재료공학 분야의 세계적인 학술지인 'Nano Letters'에 표지논문으로 선정되어 게재되었다. 이문상 교수는 "핫전자의 광전소자 응용 잠재력을 제안하는 이 연구가 차세대 에너지 변환 소자 발전의 기초적 토대가 될 수 있을 것"이라고 전했다.

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