표준연, 국가표준·초정밀 계측용 첨단 전자소자 개발

국가표준 및 초정밀 계측에 필수적으로 쓰이는 첨단 전자소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국표준과학연구원 전자소자그룹 박세일 팀장은 지난 98년부터 2년간 기관고유사업비 8억원을 투입, 경북대 및 인제대와 공동으로 초전도기술을 이용한 1V 및 10V 조셉슨 전압표준 어레이 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기술을 이용한 박막형 열전변환기, 실리콘 압저항형 압력센서 등 첨단 전자소자를 개발했다고 7일 밝혔다.

이번 기술개발에 따라 전자기 및 역학분야 국가표준의 정밀·정확도가 선진국과 비슷한 수준으로 올라서게 됨에 따라 국내 산업체에 초정밀 계측기술의 보급 및 고품질·고신뢰도의 교정 서비스가 가능해져 국제경쟁력 확보에 유리할 것으로 표준연은 내다봤다.

박 팀장이 개발한 조셉슨 전압표준 어레이 소자는 두 초전도체 사이에 얇은 절연막이 형성됐을 때 마이크로파를 가해주면 교류 조셉슨 효과에 의해 양자화된 전압이 가해준 마이크로파의 주파수에 비례해 발생하는 조셉슨의 원리를 이용, 수나노미터의 얇은 절연막으로 형성된 조셉슨 터널접합을 1000개 또는 1만개 이상 직렬연결해 산업체에서 쓰이는 1V 및 10V 표준으로 구현했다.

또 박막형 열전변환기는 교류를 직류로 변환해서 전력량을 정확하게 측정할 수 있는 기술로, 가정에서 사용하는 적산전력계의 전력사용량을 정확하게 측정, 전기료를 산출하는 등에 효과적으로 쓰일 수 있다.

실리콘 압저항형 압력센서는 실리콘 웨이퍼에 보론을 확산 또는 이온 주입해 저항체를 만든 뒤 저항체에 압력을 가하면 저항값이 변하게 되는 압저항현상을 이용해 센서를 개발했다. 특히 이번에 개발된 압력센서는 대기압과 비교해 1기압까지의 압력범위를 측정할 수 있고 제작조건에 따라 0.2∼1.0%의 오차를 갖고 있어 압력계 교정 등에 유용하게 사용될 전망이다.

박 팀장은 『미국이나 독일 등 일부 선진국에서만 이 분야에 관심을 갖고 있고 미 표준기관인 NIST의 제품과 거의 유사한 수준』이라며 『국내 초전도 기술 및 MEMS 관련 벤처기업과 협력해 산업화되면 상당한 기술적 우위 확보는 물론 수입대체효과를 거둘 수 있을 것』이라고 말했다.

<대전 =박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>