UNIST·포스텍 공동연구팀… 얇고 유연한 기판에서 안정적으로 전력 공급
울산과학기술원과 포스텍 공동연구팀이 웨어러블 기기에 무선으로 전력을 전송하는 새로운 기술을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST·총장 박종래)은 권지민 전기전자공학과 교수와 이용우 연구원, 정성준 포스텍 신소재공학과 교수가 공동으로 폴리머 쇼트키 다이오드의 안정성을 오래 유지하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
공동연구팀은 폴리머와 금속 사이에서 발생하는 수분과 산소로 인한 성능저하 문제를 해결해 얇고 안정적으로 작동하는 쇼트키 다이오드를 구현했다. 전기를 한 방향으로만 흐르게 해 낮은 전력으로도 고성능 웨어러블 기기 사용이 가능하다.
연구팀이 구현한 쇼트키 다이오드는 금속과 폴리머 사이에 추가한 산화물 층에서 전기 흐름과 효율을 잘 유지했다. 유연 재질의 기판에서도 13.56㎒ 신호를 안정적으로 처리해 빠른 무선 통신과 에너지 수집 기술 발전에 기여할 전망이다.
연구팀은 다이오드 성능 저하 원인을 파악하기 위해 다양한 실험도 진행했다. 그 결과 반도체층과 음극 금속층 사이의 문제가 주요 원인임을 밝혀냈다. 이를 X선 광전자 분광법과 이차이온질량분석법, 전기적 분석을 통해 체계적으로 규명했다.
이용우 연구원은 “웨어러블 기기 연구는 많은 진전을 이뤘지만 무선 전력 전송의 안정성 문제는 여전히 해결되지 않았다”며 “개발 기술은 몇 개월 이상 사용해도 성능이 저하되지 않는 플렉시블 무선 전력 전송 기술로 차세대 웨어러블 기기 연구에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
연구 결과는 전자공학 분야 국제학술지 '네이처 파트너 저널 플렉시블 일렉트로닉스' 7월 18일 온라인으로 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 연구개발특구진흥재단 지원을 받았다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
