광고 창닫기

빛으로 정보 교환하는 '미래형 반도체 소자' 개발

KIST, 카이랄 분자·반도체 소재 이용해 원평광 감지 반도체 소자 개발
향후 차세대 암호화 소자·광컴퓨팅·바이오센서에 활용 기대
고분자반도체와 카이랄 분자의 분자구조와 이들 블렌드 용액의 블레이드 코팅 모식도.<이미지=KIST 제공>고분자반도체와 카이랄 분자의 분자구조와 이들 블렌드 용액의 블레이드 코팅 모식도.<이미지=KIST 제공>

국내 연구진이 광컴퓨팅의 원편광에 담긴 정보를 인지하는 반도체 소자를 개발했다. 빛을 이용해 정보를 처리하는 광컴퓨팅은 미래기술로 각광받고 있다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 임정아 광전소재연구단 박사팀이 카이랄 분자와 반도체 소재를 이용해 원평광을 감지하는 반도체 소자를 개발했다고 19일 밝혔다.

카이랄 분자는 구조적으로 거울상 대칭 구조를 가져 서로 겹쳐질 수 없는 분자를 말한다. 원평광은 시계방향이나 반시계방향으로 회전하면서 진행하는 빛이다.

지금까지 개발된 원평광 감지용 반도체 소자는 고가의 장비를 이용해 까다로운 공정을 거쳐 제작됐다. 개발된 소자들은 균일한 박막을 제작하거나 반도체 소자로 응용하는데 어려움이 있었다. 연구진은 쉽고 간단한 공정으로 실제 응용 가능한 소자를 만들었다.

연구진은 카이랄 분자와 고분자 반도체를 함께 녹인 용액을 도포·가열해 특별한 박막을 제작했다. 이 박막은 카이랄 분자와 고분자 반도체 층이 분리되는 구조를 갖는다.

카이랄 분자 결정은 원편광의 방향에 따라 빛을 흡수하는 양이 다르다. 이는 빛이 흡수된 후 생성되는 전하의 양을 다르게 한다. 연구진은 이 특성을 이용, 전하를 전달받는 반도체 층에서 빛의 방향을 감지할 수 있는 소자를 제작했다.

이번 연구는 간단한 용액 공정만으로 광전소자 구현이 가능함을 제시했다. 향후 차세대 암호화 소자, 광컴퓨팅, 바이오센서 등의 분야에 활용될 것으로 기대된다.

임정아 박사는 "이번 연구를 통해 원편광 감응 반도체 박막을 손쉽게 제작할 수 있는 새로운 길을 제시했다"며 "이는 앞으로 원편광 응용기술 상용화에 중요한 계기가 될 것"이라고 전망했다.

한편 이번 연구는 고려대학교와 공동연구로 진행됐으며, 결과는 소재분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈'(Advanced Functional Materials) 최신호에 게재됐다.
남연우 수습 기자의 다른 기사 더보기
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자