시각 이미징, 광통신용 저전력 고효율 광센서 기술 개발 세계 최초로 그래핀을 활용한 광센서, 투명하고 유연한 제품 구현 기대
□ 국내 연구팀이 그래핀과 실리콘 양자점*을 활용하여 새로운 구조의 저전력 고효율 광센서**를 세계 최초로 개발하였다. 광센서는 시각 이미징, 광통신, 스캐너, 정밀 의료기기 등 다양하게 활용되고 있으며, 매년 15% 성장(’14년 세계 70억달러 시장)하는 산업분야로서, 동 성과는 적외선 중심의 기존 제품과 달리 가시광선 영역의 성능문제를 해결하였으며, 투명성과 유연성도 갖추는 등 활용성을 크게 높였다.
* 양자점 : 수백～수천 개 원자로 구성된 나노미터 크기의 매우 작은 결정체. 실리콘(규소,Si) 등 반도체 물질로 제작하여 발광다이오드(LED), 질병진단 시약, 디스플레이 등 다양하게 활용
** 광센서 : 빛 또는 빛에 포함되는 정보를 전기신호로 변환하여 감지, LED와 유사한 구조(LED 전기→빛, 광센서 빛→전기), 바코드 스캐너는 LED와 광센서를 동시에 사용
ㅇ 경희대 최석호 교수(교신저자)가 주도하고, *** 박사과정 및 김성 교수(공동 제1저자), 한국표준과학연구원 *** 박사가 참여한 이번 연구는 미래창조과학부에서 추진하는 기초연구사업(중견연구자지원)의 지원으로 수행되었고, 나노․재료 분야의 권위지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 3월 16일자 온라인판에 게재되었으며, 국내외에 특허도 출원하였다.(논문명 : Graphene/Si-quantum-dot heterojunction diodes showing high photosensitivity compatible with quantum confinement effect)
□ 현재 상용되는 실리콘 반도체 기반의 광센서는 빛의 파장이 짧아지면 효율이 떨어지기 때문에, 이를 극복하기 위해 금속과 실리콘 양자점을 활용하는 연구가 지속되어 왔으나, 금속은 빛의 투과성이 낮고, 전기적 도체이기 때문에 효율을 높이는데 한계가 있어, 상용 광센서보다 구동효율이 낮은 단점이 있었다.
시각 이미징 광통신용 저전력 고효율 광센서 기술개발
미래창조과학부는 그래핀과 실리콘 양자점을 활용하여 적외선 중심의 어떤 센서를 개발했어
저전력 고효율 광센서