‘제4의 빛’ LED 상용화 주도

올해 노벨 물리학상은 기름램프, 백열등, 형광등에 이은 ‘제4의 빛’으로 불리는 발광다이오드(LED) 상용화를 이끈 일본인 과학자 3인방에게 돌아갔다. 이들의 업적은 노트북, 컴퓨터, TV, 스마트폰, 신호등, 자동차 헤드라이트 등에 활용되며 전 세계의 조명을 바꿔 가고 있다.

스웨덴 왕립아카데미 노벨위원회는 7일 올해 노벨 물리학상 수상자로 아카사키 이사무(85)·아마노 히로시(54) 일본 나고야대 교수, 나카무라 슈지(60) 미국 UC샌타바버라대 교수를 선정했다고 밝혔다.

위원회는 “이들이 ‘청색 LED’를 개발함으로써 인류는 완벽히 새로운 빛을 갖게 됐다”면서 “가장 효율적이기도 해 에너지 시장에도 획기적인 변화를 이끌어 냈다”고 설명했다. 일본 태생의 미국 국적인 나카무라 교수까지 포함하면 올해까지 일본인(계) 과학 분야 노벨상 수상자는 모두 19명이다. 문학상과 평화상을 포함하면 22명에 이른다.

LED는 전류가 흐르면 빛을 내는 반도체 소자다. 빨간색 LED와 녹색 LED는 1960년대에 이미 개발됐지만 청색 LED는 효율성이 낮아 상용화되지 못했다. 임현식 동국대 반도체과학과 교수는 “빛의 3원색인 빨간색, 녹색, 청색이 모두 있어야 흰색 조명을 만들 수 있고 1600만 종류에 이르는 색상의 빛을 낼 수 있다”면서 “이들이 효율이 높은 청색 LED를 만들어 내면서 LED가 본격적으로 등장할 수 있었다”고 설명했다.

사제지간인 아카사키 교수와 아마노 교수는 1980년대 후반 갈륨질소화합물(GaN)로부터 청색 빛을 얻을 수 없다는 물리학계의 오랜 난제인 ‘P형 도핑의 딜레마’를 풀어냈다. 당시 니치아공업에서 일하고 있던 나카무라 교수는 이를 기반으로 상용화가 가능한 청색 LED를 만들어 냈다. 나카무라 교수는 2010년부터 서울반도체의 기술고문으로 매년 한두 차례 한국을 찾고 있다.

LED는 백열등이나 형광등에 비해 월등히 높은 효율과 다양한 색으로 인류의 빛을 바꿔 놓았다. 같은 전력으로 백열등을 1000시간, 형광등을 1만 시간 밝힐 수 있으면 LED는 10만 시간 이상 사용이 가능하다. 백열등이나 형광등과 달리 열이 거의 발생하지 않는 것도 장점이다. LED로 낼 수 있는 가장 강한 빛의 양은 형광등 70개, 일반 전등 16개를 함께 켜 놓은 것과 같은 밝기다. 전문가들은 21세기 중으로 전 세계의 모든 조명이 LED로 대체될 것으로 내다보고 있다.



박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr