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‘꿈의 물질’ 2개 합쳤더니 고효율 광센서가 ‘뙇’!

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‘꿈의 물질’ 2개 합쳤더니 고효율 광센서가 ‘뙇’!

2015.04.14 18:00
그래핀과 실리콘 양자점을 융합해 개발한 광센서의 응용 예시 - 경희대학교 응용물리학과 제공
그래핀과 실리콘 양자점을 융합해 개발한 광센서의 응용 예시 - 경희대학교 응용물리학과 제공

국내 연구팀이 그래핀과 실리콘 양자점을 활용해 저전력 고효율 광센서를 세계 최초로 개발했다.


최석호 경희대 응용물리학과 교수팀이 주도하고 한국표준과학연구원이 참여한 연구팀은 그래핀의 유연하고 투명한 성질과 최근 발광다이오드(LED) 제작에 쓰이는 양자점을 이용한 새로운 구조의 광센서를 개발했다고 13일 밝혔다.


광센서란 빛을 감지하는 센서로, 현재 상용된 실리콘 반도체 기반의 광센서는 우리가 눈으로 보는 가시광선처럼 파장이 짧은 빛을 감지할수록 효율이 낮아지는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 금속을 이용하려는 시도가 있었지만 금속은 빛의 통과가 어려워 기존 광센서보다 효율이 낮아지는 단점이 있었다.


연구팀은 탄소가 벌집구조를 이루는 2차원 평면 소재인 그래핀의 투명한 성질을 이용해 양자점과 융합한 다이오드를 만들어 광센서에 적용해 기존 센서와 효율은 같으면서도 가시강관과 같이 짧은 파장의 빛에도 반응하는 향상된 광센서를 개발했다.


특히 광센서 동작을 위한 구동전압을 기존 대비 50% 이하로 낮춰 에너지 효율을 높이고, 그래핀의 특성을 살려 유연하면서도 투명한 것이 특징이다.


연구팀은 “이번 성과는 꿈의 신소재인 그래핀과 실리콘 양자점으로 융합구조를 만들어 광센서에 활용한 첫 사례”라며 “기존 공정에 기반해 소자를 만듦으로써 특별한 공정 구축 없이 상용화 가능성을 높였다는 데 의의가 있다”고 밝혔다.


연구결과는 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 3월 16일자 온라인판에 실렸다.

 

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