갈륨 나이트라이드 저효율 단점 극복 … 백색 LED 개발에 기여
화학뉴스 2014.10.08
청색 LED(Light Emitting Diode)를 개발‧상용화한 일본인 3명이 2014년 노벨물리학상을 수상했다.
아카사키 이사무 일본 메이조대학교 종신교수, 아마노 히로시 나고야대학교 교수, 나카무라 슈지 미국 샌타바버라 캘리포니아주립대학교 교수 등 3명은 청색 LED를 개발·상용화한 공로를 인정받았다. 적색 및 녹색 LED는 비교적 쉽게 상용화됐지만 청색 LED는 상용화 수준으로 효율을 향상하는 것이 어려워 반도체‧조명 분야의 난제로 꼽혀왔다. 특히, 녹색·적색·청색이 어우러져야 하는 백색 LED 광원 개발에는 청색 LED가 반드시 필요한 점에서 청색 LED 발명은 빛의 혁명을 이끌었다는 평가를 받고 있다. 형광등을 대체할 친환경·고효율 LED 조명도 청색 LED 개발에 의해 가능한 것이기 때문이다. LED처럼 반도체가 빛을 낼 수 있다는 사실이 처음 밝혀진 것은 1907년으로 발광현상을 규명한 헨리 라운드와 굴리엘모 마르코니도 노벨물리학상을 수상했다. LED 기술발전의 전환기는 1980년대로 아카사키, 아마노 교수가 1986년 세계 최초로 고효율 갈륨 나이트라이드(GaN) 크리스털을 개발하면서 LED 기술판도가 뒤바뀌게 됐다. 갈륨 나이트라이드는 청색 LED의 핵심소재로 알려졌지만 효율이 극히 낮아 상용화가 어려운 단점이 있었다. 그러나 아마사키, 아마노 교수가 1992년 갈륨 나이트라이드를 적용한 청색 LED를 선보였고 나카무라 교수가 온도차를 활용해 갈륨 나이트라이드를 성장시키는 독창적인 방법을 적용해 상용화 수준의 고효율 청색 LED 개발에 성공했다. 서울대학교 물리학과 김수봉 교수는 “조명, 자동차 백라이트, 휴대전화 등으로 LED의 쓰임새가 확대된 것도 청색 LED가 상용화했기 때문”이라며 “노벨상 선정위원회가 저렴하고 환경 친화적인 LED 조명의 개발을 앞당김으로써 인류의 삶의 질을 크게 높인 공로를 인정한 것”이라고 말했다. <화학저널 2014/10/08> |
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