조명의 혁명 청색 LED 개발
일본 과학분야 노벨상 수상자 19명
국내 물리학계 “수상 의외”
올해 노벨물리학상은 '21세기 조명의 혁명'으로 평가 받는 발광다이오드(LED)의 핵심기술을 개발한 일본인 물리학자 3명에게 돌아갔다. 스웨덴왕립과학원은 7일 효율이 높고 친환경적인 LED의 상용화를 가능케 한 업적을 인정해 아카사키 이사무(85) 나고야대 석좌교수, 아마노 히로시(54) 나고야대 교수, 나카무라 슈지(60ㆍ국적 미국) 미국 산타바바라 캘리포니아대 교수를 노벨물리학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다.
이로써 일본인 노벨상 수상자는 ▦물리학상 10명 ▦화학상 7명 ▦의학·생리학상 2명 ▦문학상 2명 ▦평화상 1명 등 총 22명이 됐다. 1949년 중간자의 존재를 예측한 공로로 물리학상을 받은 유카와 히데키가 첫 일본인 노벨상 수상자였고, 2012년 유도만능줄기세포 연구로 의학·생리학상을 받은 야마나카 신야 교토대 교수가 직전 일본인 수상자였다.
노벨위원회는 "LED 램프의 등장으로 기존 광원보다 더 오래 사용할 수 있고 더 효율적인 대안을 갖게 됐다. 전구가 20세기를 밝혀줬다면 21세기는 LED램프가 밝혀줄 것"이라고 평가했다.
2000년대 등장한 LED는 백열등 형광등에 이은 '제3의 조명혁명’이라고 불릴 만큼 혁신적인 변화를 가져왔다. 1900년대 이전의 백열전구와 이후의 형광등은 들어간 전기에너지의 상당 부분이 열로 방출돼 효율이 크게 떨어지는데다 응용에 한계가 있었는데, LED는 열을 거의 내지 않고 전기에너지를 빛으로 바꿀 수 있는 장점이 있다.
LED광원을 상업적으로 활용하려면 빨강과 초록, 파랑의 3원색이 섞여 백색이 나와야 한다. 이중 빨간색과 초록색 LED 광원은 이미 1960년대에 제작됐지만 파란색 광원은 오랫동안 구현되지 못했다. 파란색을 내는 반도체 물질(갈륨질소)을 적층하기가 어려웠기 때문이다. 수십 년 동안 각자 갈륨질소화합물을 연구해온 수상자들은 거의 유사한 시기(1990년대)에 동시에 이 문제를 해결했고, 상용화가 가능할 만큼 효율도 높였다.
LED가 내는 단위 전력당 빛은 백열전구보다 18배 이상, 형광등보다 4배 이상 밝다. 또 LED 조명은 사용 기간이 최대 10만 시간으로 1,000 시간에 불과한 백열등이나 1만 시간인 형광등보다 월등히 길다.
아카사키 교수는 교토대학을 졸업한 뒤 마쓰시타(현 파나소닉) 전기 연구소 연구원 시절이던 1973년부터 LED 개발에 몰두하기 시작했다. 그는 전 세계 과학자들이 '20세기 안에는 어렵다'는 통설 속에 연구를 접는 와중에도 포기하지 않는 집념으로 열매를 거뒀다.
나카무라 교수는 중소기업인 니치아 화학공업 재직시절 이번 수상을 안긴 핵심 연구를 했다는 점에서 입지전적으로 평가 받고 있다. 그는 국내 기업인 서울반도체의 기술 고문을 맡고 있다.
학계에선 의외란 반응도 나온다. 임현식 동국대 반도체과학과 교수는 “지금까지 노벨물리학상은 새로운 이론을 만들거나 학문적 사실을 검증한 업적에 주로 돌아갔는데 이번엔 상용화와 유익성에 초점을 맞춘 듯하다”고 말했다.
임소형기자 precare@hk.co.kr
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