차세대 통신 기술 광자 기반 고성능 포토디텍터 개발[사이언스씬]

중앙대·캘리포니아대 공동 연구진
100㎑ 고주파 대역 데이터 전송

차세대 통신의 핵심기술인 고성능 포토디텍터를 국내 연구진이 개발했다. 사진은 국제 학술지 어드밴스드 머티리얼스에 실린 연구 논문 이미지.사진제공=한국연구재단

[서울경제]

차세대 통신의 핵심기술인 고성능 포토디텍터(빛 감지 소자)를 국내 연구진이 개발했다. 포토디텍터는 와이파이 등 무선 주파수가 아닌 광자 기반(Li-Fi)의 차세대 통신 핵심 기술이다. 이미지 센서나 광 센서 등에서 빛을 감지하는 소자로 향후 상용화가 되면 의료 모니터링이나 보안 센서, 정보통신 등 여러 분야에서 활용할 수 있을 전망이다. 특히 100㎑ 이상 고주파 대역에서도 신호 손실 없이 빠르고 안정적인 데이터 전송으로 무선 데이터 통신 등 차세대 정보통신기술 발전 가능성도 열었다.

한국연구재단은 왕동환 중앙대 교수와 응우옌 캘리포니아대 교수 연구팀이 기존 유기반도체의 단점을 보완한 고성능 포토디텍터를 개발했다고 11일 밝혔다.양자 통신 보안의 광자 감지에서 필수 기술이 될 가능성이 크다.

포토디텍터는 높음 민감도를 통해 광원의 미세한 빛도 감지할 수 있지만 기존 공정기술로는 반응속도가 느리고 노이즈 전류로 인한 민감도도 낮은 한계가 있었다.

연구팀은 새로운 전사 인쇄 공정 기술을 도입해 난제를 해결했다. 새로운 억셉터-이종접합 연속 구조는 단일 억셉터 층으로 주입 장벽을 효과적으로 형성하도록 만들었다. 기존 포토디텍터의 성능을 낮추는 주입 전류를 차단해 성능도 높였다.

왕 교수는 “포토디텍터를 통신 시스템으로 구현하기 위해서는 트랜지스터와의 결합이 필수”라며 “향후 상용화가 가능한 광 기반 무선 통신 원천기술 확보에 총력을 기울일 계획"이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구 및 세종과학펠로우십의 지원을 받았다. 연구성과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 9월 9일 온라인 게재됐다.

송종호 기자 joist1894@sedaily.com