'얇은데 안정적 무선 전력까지' 웨이러블 기기의 진화

UNIST 권지민 연구팀, 얇고 유연한 기판서 안정적 무선 전력 공급
더 오래 쓸 수 있는 쇼트키 다이오드…최적화된 전기 흐름 유지

웨어러블 기기에 무선으로 전력을 전송하는 새로운 기술이 나왔다. 기기를 더 오래, 효율적으로 사용할 수 있을 전망이다.

UNIST(울산과학기술원) 전기전자공학과 권지민 교수, 이용우 박사는 POSTECH(포항공과대학교) 신소재공학과 정성준 교수와 함께 폴리머 쇼트키 다이오드의 안정성을 오래 확보하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

기존 수분과 산소에 의한 다이오드 성능 저하 문제를 극복한 것이다.

연구팀은 폴리머와 금속 사이의 문제를 해결해 얇지만 안정적으로 작동하는 쇼트키 다이오드를 구현했다.

전기를 한 방향으로만 흐르게 해 낮은 전력으로도 고성능 웨어러블 기기 사용이 가능하다.

특히 쇼트키 다이오드는 금속과 폴리머 사이에 산화물 층을 추가해 전기 흐름 효율을 유지했다.

유연한 재질의 기판에서도 13.56MHz 신호를 안정적으로 처리하면서 빠른 무선 통신과 에너지 수집 기술 발전에 도움이 될 전망이다.

연구팀은 다이오드 성능 저하 원인을 파악하기 위해 다양한 실험을 진행했다.

반도체층과 음극 금속층 사이의 문제가 주요 원인임을 밝혀냈다.

이를 X선 광전자 분광법과 이차이온질량분석법 등으로 분석하고 전기적 분석을 통해 체계적으로 규명했다.

주저자 이용우 박사는 "웨어러블 기기 연구는 많은 진전을 이뤘지만 무선 전력 전송 시 안정성 문제는 여전히 해결되지 않았다"고 했다.

이어 "수 개월 이상 성능이 저하되지 않는 플렉시블 무선 전력 전송 기술로, 차세대 웨어러블 기기 연구에 큰 도움이 될 것"이라고 덧붙였다.

연구 결과는 국제학술지인 네이처 파트너 저널 플렉시블 일렉트로닉스(npj Flexible Electronics)에 지난달 18일 온라인 게재됐다.

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울산CBS 반웅규 기자 bangija@cbs.co.kr

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