초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 질화물반도체 나노 아키텍처 위에 CdSe/ZnS colloidal quantum dot(CQD)을 도포하여 Forster resonance energy transfer (FRET) 개념의 하이브리드 나노 LED를 연구하고자 한다. 연차별 연구의 목표는 다음과 같다.
ο 1차년도: FRET 개념을 적용하여 전 가시광 영역에서 InGaN/GaN LED 제작을 시연
ο 2차년도: InGaN/GaN nano-architecture를 채용하여 LED 발광효율 향상 기술 개발
ο 3차년

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 질화물반도체 나노 아키텍처 위에 CdSe/ZnS colloidal quantum dot(CQD)을 도포하여 Forster resonance energy transfer (FRET) 개념의 하이브리드 나노 LED를 연구하고자 한다. 연차별 연구의 목표는 다음과 같다.
ο 1차년도: FRET 개념을 적용하여 전 가시광 영역에서 InGaN/GaN LED 제작을 시연
ο 2차년도: InGaN/GaN nano-architecture를 채용하여 LED 발광효율 향상 기술 개발
ο 3차년도: FRET 개념을 채용한 white LED 제작 및 나노 architecture 요소 기술 고도화 기술 개발

연구결과
□ 1차년도
ο InGaN/GaN 양자구조와 CdSe/ZnS 양자점을 이용한 FRET 개념 증명 (PL 측정으로 green/yellow/orange/red 발광 시연)
ο 얇은 n-GaN을 상부에 위치시킨 FRET LED 구조로 전류주입 LED 제작 (전류주입 EL 측정으로 green/yellow/orange/red LED 발광 시연)

□ 2차년도
ο 나노 architectural LED 구조 제작 (nanopillar 구조 이용)
ο 전류주입 EL 측정으로 나노 architectural LED 발광 시연
ο 양자효율 제고를 위한 CdSe/ZnS CQD 합성 기술 (quantum-dot-quantum-well)

□ 3차년도
ο Planar n-top LED 구조에 FRET 개념의 white LED 제작 (Langmuir-Blodgett method 및 Layer-by-layer method를 적용하여 CQD 도포)
ο 나노 architecture를 채용하여 발광효율이 획기적으로 증가된 FRET white LED 제작
ο 나노 pillar 제작 및 passivation을 위한 photoelectrochemical etching 기술
ο 대면적 Quantum dot enhanced film (QDEF) 적용한 플렉시블 백색 면조명을 위한 원천기술 개발

연구결과의 활용계획
ο 본 과제에서 연구하고자 하는 내용은 나노 원천기술이자 LED 응용기술이므로 현재 시급히 요구되고 있는 조명용 LED에 직접 채용될 수 있다.
ο 장기적으로는 “FRET for all optoelectronic devices”라는 슬로건 아래 태양전지, OLED 등의 유무기 hybrid LED에 대한 응용으로 그 활용 분야를 확대할 수 있다

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents
World first fabrication of Forster resonance energy transfer (FRET)-based III-nitride nano-architectural LEDs integrated with colloidal quantum dots (CQDs)
• 1st year: Realization of GaN-based all visible LED utilizing FRET
• 2nd year: Quantum efficiency enhancement of FRE

Purpose& contents
World first fabrication of Forster resonance energy transfer (FRET)-based III-nitride nano-architectural LEDs integrated with colloidal quantum dots (CQDs)
• 1st year: Realization of GaN-based all visible LED utilizing FRET
• 2nd year: Quantum efficiency enhancement of FRET LEDs by nano-architectures
• 3rd year: Achievement of building block technology for nano-architectural white LEDs

Result
○ 1st year
• Proof-of-concept demonstration of FRET with InGaN/GaN heterostructures and CdSe/ZnS CQDs (PL demonstration of green/yellow/orange/red emission)
• Realization of electrically driven FRET LED with thin n-GaN top layer
• MOCVD growth of high quality InGaN/GaN active layer
• Synthesis of CdSe/ZnS CQD with CdO eco-friendly harmless precursor

○ 2nd year
• Design and fabrication of nano-architectural LEDs (green/yellow/orange/red LED)
• Realization of electrically driven FRET nano-architectural LEDs (green~red LED)
• Control of self-agglomerated metal dots: shape, density, size, sacrificial oxide layer
• ICP etching for verticality and aspect ratio of the nano-structures
• Spin-on glass for electrode formation on the nano-structures
• Synthesis of high efficiency CdSe/ZnS CQD (double core/shell, Au/CdSe/ZnS)

○ 3rd year
• Quantum efficiency enhancement of FRET white LEDs utilizing nano-architectures
• Surface passivation of pillar-shaped LEDs: Photoelectrochemical etching
• Optical characterizations for CQD and FRET LED (time resolved PL, micro PL, PL excitation)

Expected Contribution
○ Achievement of fabrication technology of nano-based FRET LEDs
○ Strengthening MOCVD growth technology for III-nitrides
○ Achievement of key technologies for the optoelectronic application area in the full visible wavelength

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 43 5. 연구결과의 활용계획 ... 44 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 44 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 47 8. 참고문헌 ... 47 9. 연구성과 ... 48 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 56 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 57 12. 기타사항 ... 57별첨1 ... 58별첨2 ... 73끝페이지 ... 76