국내 연구진이 단파 적외선 영역에서 광학 성능을 나타내는 새로운 친환경 양자점(퀀텀닷)을 제조하고, 광검출 소자에 이를 적용하는 데 성공했다.
아주대(총장 최기주)는 김상욱 응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과 교수 연구팀이 안티몬화 인듐(InSb) 퀀텀닷을 염소 이온 표면 처리해 광학 성능을 극대화하고, 이를 소자에 적용하기 위해 무기 리간드 치환 기술과 접목, 높은 성능의 포토다이오드 타입 광검출기 제작에 성공했다고 7일 밝혔다.
밤이나 흐린날 안개 꼈을 때 등 주변 환경을 인식할 수 있는 단파 적외선은 근적외선 영역보다 긴 파장대의 범위로 파장이 길어 투과성이 좋다.
특히 가시광·근적외선 영역보다 태양광이나 수분에 의한 간섭이 매우 적다는 장점을 가지고 있다. 이에 단파 적외선은 자율주행이나 무인 이동체 등에서 주변 환경을 인식하기 위한 목적으로 사용되며, 흐리고 안개 낀 날이나 어두운 밤에도 활용이 가능하다.
특히 이 단파 적외선은 저비용이며 비냉각형 소재인 퀀텀닷이 하나의 해결 방안으로 학계 및 산업계 관심을 받아왔다. 퀀텀닷은 수 나노미터(nm) 크기의 물질이 형태나 조성에 따라 가시광에서 적외선 영역까지 파장 조절이 매우 용이해 다양한 광소자로 연구되고 있다.
김상욱 아주대 교수는 “이번에 개발한 InSb 양자점 제조기술은 납과 수은 같은 유독성 중금속을 활용하지 않은 친환경 기술로, 가격 경쟁력과 효율도 높아 단파 적외선 감응에 사용할 수 있는 산업계의 가장 현실적 대안”이라며 “앞으로 지속적인 추가 연구를 통해 자율주행 등 미래 기술에 응용할 수 있기를 기대한다”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 나노소재기술개발사업, KIURI 및 기초연구사업 등의 지원을 받아 이뤄졌고, 국내 특허 출원이 완료됐다.
수원=김동성 기자 estar@etnews.com
