'인공지능의 눈'…양자점 기반 적외선 광센서 개발

자율주행차량·드론에 사용되는 '적외선 광센서'

국내 연구진, '열-광전효과'로 고성능 광센서 개발

동국대 화공생물공학과 최민재 교수 (사진=동국대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 국내 연구진이 '인공지능의 눈(眼)'으로 불리는 적외선 광센서를 고성능·저전력화한 새 기술을 개발했다.

동국대는 화공생물공학과 최민재 교수 연구팀이 인천대 윤주형 교수 연구팀과 공동으로 '열-광전효과(Pyro-Phototronic)'를 이용해 양자점·실리콘 기반 고성능 적외선 광센서를 개발했다고 28일 밝혔다.

사람의 눈으로 볼 수 없는 영역의 빛을 전기 신호로 변환하는 적외선 광센서는 사물인터넷(IoT), 양자 통신, 반도체 공정 모니터링에 필수적인 기술이다. 최근 자율주행차량과 드론 등에 사용되며 '인공지능의 눈(眼)'으로 불리고 있다.

기존의 실리콘 광센서는 실리콘 밴드갭의 한계로 적외선 대역을 검출하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 밴드갭의 한계를 극복하기 위해 적외선 양자점 소재를 실리콘과 접목했으며, 이를 통해 적외선 센싱이 가능한 양자점·실리콘 광센서 소자를 개발했다.

양자점 소재에서 발생하는 '열-광전효과(Pyro-Phototronic)'는 빛에 의한 온도 변화가 초전(pyroelectric) 소재 내부 전하 분포를 변화시켜 순간적으로 전기장을 형성하는 현상이다.

연구진은 '열-광전효과'가 발생하면 광흡수로 생성된 전자-정공쌍의 분리와 이동을 촉진시켜 광센서의 성능을 높일 수 있다고 설명했다.

최민재 교수는 "이번에 개발한 양자점·실리콘 기반 광센서는 양자점 소재의 뛰어난 광학적 특성을 실리콘과 접목함으로써 적외선 검출 효율을 극대화한 것"이라고 말했다.

또 "자율주행, 로봇, 양자 센싱 등 양자점·실리콘 기반 광센서가 미래의 핵심 인프라로 활용될 수 있는 잠재력을 확인했다"고 전했다.

한편 이번 연구는 나노 및 에너지 분야 국제학술지 '나노에너지(Nano Energy)'에 지난달 게재됐다.


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