‘Advanced Materials’ 발표 논문 ‘Nature Photonics’ 하이라이트 선정

물리학과 임성일 교수팀의 연구 성과가 5월 1일자 네이처 자매지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’(IF 22.3)의 연구 하이라이트로 선정되어 'Clear pixels'이라는 제목으로 소개됐다.
하이라이트로 선정된 연구 성과는 임성일 교수팀이 재료공학 및 응용물리학 분야 최고 권위지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’(IF 8.37)에 3월 11일 발표한 것이다. 논문명은 ‘An Almost Transparent Image Pixel with a Pentacene/ZnO Photodiode, a Pentacene Thin-Film Transistor, and a 6,13-Pentacenequinone Phosphor Layer’이며 임성일 교수가 교신저자, 그의 제자 이광현 대학원생(통합과정 9학기)이 제1저자로 참여했다. 또한 본 연구 내용은 5월 3일 캐나다 몬트리올에서 열린 219회 전기화학 국제학회에서 초청발표되어 국제적인 주목을 받은 바 있다.
투명전자소자공학 연구 분야 중 투명 박막 트랜지스터, 디스플레이 패널, 논리소자, 메모리 소자 등이 꾸준히 연구되어 왔다. 하지만 외부에서 입사하는 가시광 및 자외선 감지를 위한 투명 이미지 센서 연구는 임 교수팀의 성과가 처음이다.
임 교수 연구팀은 본 연구실에서 개발한 산화니켈 투명 전극, 유기 펜타센 박막 및, 무기 산화아연 박막을 하이브리드 형태로 적층한 수광 다이오드와 펜타센 박막 트랜지스터로 투명 단위 이미지 픽셀을 제작했고, 더 나아가 펜타센퀴논 유기 인광층을 적용하여 자외선 영역의 수광 능력을 향상시킨 새로운 개념의 투명 이미지 픽셀을 구현했다.
구현된 투명 이미지 픽셀은 가시광선 영역에서 60% 이상의 투명도를 나타냈으며, 백색광의 점멸여부에 따른 뚜렷한 수광 신호를 보였다. 특히 인광층을 적용한 투명 이미지 픽셀의 경우 자외선 영역의 감지에서 인광층이 없는 경우보다 더욱 뚜렷한 수광 신호를 보였다. 이러한 수광 신호의 차이는 펜타센 퀴논 인광층이 자외선을 흡수하여 녹색광으로 변환시켜주는 물리적 현상을 이용한 것이다. 본 연구팀은 이 현상에 착안하여 자외선에 의한 소자의 손상을 막는 한편 인광층이 발하는 녹색가시광을 통하여 눈으로도 자외선 감지를 관측할 수 있는 픽셀소자를 개발했다.