KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 송용원 광전소재연구단 박사 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받는 '흑린'으로 광통신에 필요한 스위치 소자를 개발했다고 2일 밝혔다.

흑린은 빛의 특정 파장에 실려 초고속으로 전달되는 데이터를 빠르게 제어하는 특성이 있다. 연구팀은 이를 이용해 광통신에 필요한 스위치 소자를 구현했다.

연구팀이 구현한 흑린 광학 스위치는 20GHz(기가헤르츠) 속도의 광신호를 다른 파장을 가진 두 개의 채널에 각각 복사했다. 특정 파장으로 이송되는 광신호를 다른 파장으로 복사하는 과정이 매우 빠르게 이루어져 초고속 신호처리에 적합하다.

흑린과 같이 우수한 비선형성 나노 소재를 사용할 경우 최소 공간 내에서 적은 양의 에너지로도 동작할 수 있다. 또 흑린을 이용하면 소자 크기를 대폭 줄일 수도 있다. 기존 미터(m)에서 킬로미터(km) 단위의 특수 광섬유 기반 스위치 크기를 밀리미터(mm) 수준으로 줄였다.

논문 제1저자인 시암 우딘 UST 통합과정 학생은 "광·전 분야 세계 최초로 효율적인 광학 스위칭 소재로서 흑린을 재발견한 것"이라며 "연구결과 상용화를 위한 연구를 지속해 나갈 것"이라고 말했다.

송용원 박사는 "흑린을 활용해 제작된 초고속 광학 데이터 스위칭 소자는 20GHz 속도상에서 그 성능을 확인했다"며 "기존 전자소자와 초고속 광학소자 융합은 디지털 라이프의 새로운 장을 열 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.

한편 이번 연구 결과는 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 지난달 27일자 온라인 판에 게재됐다.