[인더스트리뉴스 한원석 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 전기·전자공학부 김상현 교수팀이 인하대, 미국 예일대와 공동으로 초박형 고해상도 이미지 센서 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
이번 연구는 1㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 이하의 얇은 흡수층에서도 70% 이상의 높은 양자효율을 달성해 기존보다 흡수층 두께를 70% 이상 줄일 수 있다.
흡수층이 얇아지면 화소 공정이 간단해져 높은 해상도를 구현할 수 있고 원가도 절감할 수 있지만, 장파장의 빛의 흡수가 줄어들게 되는 문제가 있었다.
연구팀은 도파 모드 공명(GMR·특정 파동이 특정 파장에서 공명하는 현상으로 해당 조건에서 에너지가 최대화돼 안테나나 레이더 효율을 높임) 구조를 도입해 400~1700㎚(나노미터·10억분의 1ｍ)의 넓은 파장 대역에서 높은 효율의 광 흡수를 유지할 수 있음을 입증했다.
이 파장 대역은 가시광선 영역뿐만 아니라 단파 적외선(SWIR) 영역까지 포함해 보안 시스템, 의료·산업용 이미지 센서 응용 분야에서부터 자율주행, 항공·위성 관측 등 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 연구팀은 기대했다.
연구 책임자인 김상현 교수는 “초박막 흡수층에서도 기존 기술보다 훨씬 높은 성능을 구현할 수 있음을 입증했다”며 “세계 시장에서 일본 소니사(社)가 주도하고 있는 초고해상도 단파 적외선 이미지 센서 기술에 대한 원천 기술을 확보해 시장 진입 가능성을 열었다”고 설명했다.
이번 연구 결과는 금대명 인하대 교수(전 KAIST 박사후 연구원), 임진하 예일대 박사후 연구원이 공동 제1저자로 참여해 국제 학술지인 ‘빛:과학과 응용(Light:Science & Applications)’에 이달 15일자 발표됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.
