포스텍(POSTECH, 총장 김무환)은 정대수 화학공학과 교수팀이 정확하고 간편한 접합기술로 박막형 유기 포토다이오드를 구현해냈다고 15일 밝혔다. 

포토다이오드는 빛의 에너지를 전기에너지로 변환하는 광센서다. 응답속도가 빠르고 색 대응 파장대의 조절이 가능해 컬러필터 없이 색을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 지금까지 보고된 색조절은 대부분 포토다이오드를 두껍게 만들어 광 왜곡을 일으켰다. 작고 얇은 화면을 선호하는 요즘 기술추세와는 맞지 않았다. 

연구팀은 활성층의 전체 두께가 아닌 공핍 영역 너비(폭)만 제어해 색 선택성을 가지는 박막형 OPD를 구현했다. 전자 당김 특성이 강한 유기 소재를 반도체에 도핑시킴으로써 광 전하가 분리될 수 있는 영역을 정교하게 변경할 수 있도록 했다. 

연구팀에 따르면 유기 포토다이오드는 얇고, 색 대응 파장대의 조절이 가능해 실리콘 포토다이오드를 대체하고 있다. 하지만 유기 포토다이오드의 두께를 얇게 유지하면서도 색 대응 파장대를 동시에 조절 가능하다는 것을 확인한 사례는 이제껏 없었다. 

연구 관계자는 "포토다이오드의 색 대응 파장대를 자유자재로 조절할 수 있음을 확인한 최초의 사례로, 박막형 컬러필터 프리 광센서를 구현했다는 점에서 의미가 크다"며 "기존의 좁은 대역에서의 빛 감지 전략과 달리 자유롭게 빛의 파장대를 조절할 수 있는 것이 차별점"이라고 설명했다.

연구 내용은 영국왕립화학회가 발행하는 재료분야 학술지 '머티리얼스 호라이즌스'에 최근 게재됐다.