고려대학교 유리투명전극 기반 고효율 광전소자 연구단의 행보가 화제다. 지난 7월, 유리투명전극 기반 고효율 광전소자 연구단은 미래창조과학부가 주관하고 한국연구재단에서 시행하는 리더연구자 지원사업(창의연구)에 선정되어 단계평가를 통해 연 7.5억 원씩 9년간 67.5억 원을 지원받게 되었다.

황인상 기자 his@

‘리더연구자 지원사업(창의연구)’ 선정은 1차 예비평가 결과에 따라 최종선정 예상수의 3배수 내외를 선정하고 해외전문가 평가를 통해 해외우수연구자가 연구주제 및 연구책임자의 연구자 역량에 대한 서면검토를 시행한다. 이를 통해 최종 본 평가가 이루어지고 최고 수준의 전문가로 구성된 평가위원회가 충분한 시간을 갖고 평가항목·지표 없이 위원회 토론을 거쳐 선정되는 치열하고 어려운 과정이다.

한국연구재단 ‘리더연구자 지원사업’ 선정

▲ 김태근 교수

‘리더연구자 지원사업(창의연구)’은 미래의 독자적 과학기술과 신기술 개발을 위해 창의적 아이디어 및 지식을 지닌 연구자를 발굴하여 심화연구 집중 지원을 통해 세계수준의 우수 연구리더로 육성하는 사업이다. 김태근 전기전자공학부 교수가 유치한 ‘유리투명전극 기반 고효율 관전소자 연구단’은 최근 디스플레이 및 터치패널 관련 산업의 성장으로 인해 투명전극의 시장규모 증가에 부응하여 투명전극 분야의 핵심 원천기술을 확보하고 LED 및 디스플레이 분야뿐만 아니라 메모리, 태양전지, IoT 소자와 같은 전자소자 분야까지 확대하여, 분야 간의 융합기술을 중점 연구한다.

김 교수가 개발한 ‘유리투명전극’기술은 차세대 투명전극으로 보고되는 물질들이 갖는 근본적인 문제인 ‘전도도와 투과도간의 trade-off 문제’를 해결한 원천기술이다. 기존의 일반화된 상식은 SiO2, Al2O3, AlN등과 같은 wide-bandgap을 갖는 절연체 물질의 경우, 넓은 파장대역에서 높은 투과도를 보이지만 전도성이 거의 없고, 더욱이 반도체 소재와의 직접적인 오믹접촉 형성이 어려워 현재까지 투명전극으로서의 가시적인 연구 성과가 보고된 바 없다. 하지만 김 교수는 외부 전기장을 이용해 wide-bandgap 물질 내 전도성 필라멘트를 형성하는 신 개념을 도입하여 가시광 뿐만 아니라 심자외선 영역에서도 광의 흡수가 거의 없는 투명전극을 개발하는데 성공하였다. 또한, 이러한 원천기술을 실제로 상용화된 조명용 LED 제품에 적용하여 기존 기술대비 우수성을 보고함으로써, 개발 기술의 타당성뿐만 아니라 상용화 가능성을 보여준 대표적인 공학연구의 성과로 사료된다. 김태근 교수는 “유리투명전극기술은 값싸고 풍부한 소재를 사용할 뿐만 아니라, 제작공정이 간단하고 넓은 파장 대역에서 다양한 유·무기반도체에 활용 가능하다”면서 “때문에 기존 디스플레이 소자뿐만 아니라, 메모리, 태양전지, IoT 소자와 같은 전자소자 분야까지 폭넓은 사용이 가능해 전기, 광 분야 간의 융합연구를 통한 새로운 제품개발과 고부가가치의 시장을 창출할 수 있을 것으로 기대되는 분야다”고 피력했다.

대한민국 과학기술의 수준 및 위상 고취

▲ 전기, 반도체 소자분야에서 제기되는 공학문제를 풀기위해 불철주야 노력하고, 산학연 분야에서의 풍부한 경험을 바탕으로 전기/광소자 분야에서 다양한 아이디어를 접목하여 도전적인 문제들을 하나씩 해결해 나가고 있는 김태근 교수.

전기, 반도체 소자분야에서 제기되는 공학문제를 풀기위해 불철주야 노력하고, 산학연 분야에서의 풍부한 경험을 바탕으로 전기/광소자 분야에서 다양한 아이디어를 접목하여 도전적인 문제들을 하나씩 해결해 나가고 있는 김태근 교수. 현재 고려대학교 유리투명전극 기반 고효율 광전소자 연구단장을 역임하고 있는 김 교수는  국가 R&D 예산배분 전문위원, 산업원천기술 기획위원, 신기술 인증 심의위원, 산업체 기술자문, 한국연구재단 전문위원 등의 대외활동과 네이처 자매지 편집위원, photonic conference 2016 조직위원장 등 국내외 각종 학술단체 및 학술지 편집위원으로 활동하며 대한민국 연구 인프라 구축을 선도해왔다.

반도체 및 나노구조를 이용한 전기·광소자 분야 최고 수준의 전문가인 그는 지난 20여 년간 세계 최초 반도체 나노와이어 레이저의 기저준위 상온발진, 일체형 박막형광체를 갖는 백색 LED 개발, 저항변화 스위치를 갖는 전하트랩형 융합메모리(ReCTF) 개발 등 탁월한 연구 성과를 창출하며 대한민국 과학기술의 수준 및 위상을 고취했다. 최근 10년간 209편의 국내외 논문을 저술하였고, 389회의 학술발표를 수행한 바 있는 그는 피인용 횟수 30 이상 논문 21편, 50 이상 논문 11편을 발표하였으며, 분야별 최고 수준의 논문으로 분류되는 JCR 상위 10% 논문 27편, 상위 20% 논문 74편을 발표하는 연구성과를 거두었다.

특히 세계 최초로 물질의 전기 전도도와 광 투과도를 독립적으로 제어할 수 있는 ‘유리투명전극(glass electrode)’이라는 독창적인 기술을 제안하고, 2014년 JCR 상위 4%대의 <Advanced Functional Materials>지를 필두로, 네이처계열의 <Scientific Reports>, <Optics Express>, <Applied Materials & Interfaces> 등 분야 최고 수준의 저널과 KBS, YTN, Semiconductor today지 등 국내외 주요 매체를 통해 기술의 타당성과 우수성을 인정받고 있다. 한편 교육, 산학협력, 기술이전 및 사회봉사에도 남다른 노력을 경주하고 있는 김 교수는 그간의 공로를 인정받아 ‘41회 과학의 날 대통령표창’, ‘범부처 정부연구개발우수성과 최우수(장관)상’을 수상하는 쾌거를 거두기도 했다. 김태근 교수는 “앞으로도 정부지원 및 기대에 부응할 수 있도록 해당분야 최고수준의 연구 성과와 전문 인력을 양성하기 위해 최선의 노력을 다할 것”이라고 다짐했다. NM

▲ 유리투명전극 기반 고효율 광전소자 연구단은 미래창조과학부가 주관하고 한국연구재단에서 시행하는 리더연구자 지원사업(창의연구)에 선정되어 단계평가를 통해 연 7.5억 원씩 9년간 67.5억 원을 지원받게 되었다.