KAIST, 종이 위에서 빛나는 초소형 반도체 레이저 개발


2016-11-24 09:06

[헤럴드경제(대전)=박세환 기자] 한국과학기술원(KAISTㆍ총장 강성모) 조용훈 물리학과 교수 연구팀이 종이 위에서 작동하는 초소형 반도체 레이저를 개발했다고 24일 밝혔다.

나노 크기의 광결정 소자를 흡수성이 높은 종이와 결합함으로써 최첨단 반도체 센서를 저렴한 가격으로 다양한 질병 진단에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.



이 연구 결과는 소재 분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 11월17일자에 게재됐다. 빛을 매개체로 사용하는 광소자는 높은 대역폭을 갖고 있어 대용량으로 정보 전송이 가능하고 낮은 전력으로도 구동할 수 있다. 반도체 광소자는 직접적으로 특정 기능을 수행하는 부분 외에 이들을 단순히 지탱하기 위한 반도체 기판이 필요하다. 반도체 기판의 부피는 전체 소자 부피의 대부분을 차지하고 자연적으로 부패하지 않는 물질이기 때문에 소자를 폐기할 때 환경 문제를 일으킨다.


[사진설명=종이 기판 위 광결정 레이저 모식도]



연구팀은 문제 해결을 위해 두꺼운 반도체 기판을 제거했고 일상생활에서 쉽게 구할 수 있는 종이를 광소자의 기판으로 사용했다. 종이의 주원료는 나무이기 때문에 자연적으로 썩어 없어진다. 또 일상생활에서 쉽게 찾아볼 수 있고 가격이 저렴하기 때문에 종이를 이용한 소자는 단가를 획기적으로 낮출 수 있다. 종이는 자유자재로 구부릴 수 있고 접었다 피는 것을 반복해도 끊어지지 않는다. 이런 특성은 기존 플렉서블 기판들이 구현하고자 하는 우수한 특성이다. 조 교수는 “이 기술은 종이를 광소자의 기판으로 사용함으로써 최근 화두인 친환경 광소자 플랫폼을 만드는데 크게 기여할 수 있다”며 “저렴한 종이와 고성능 광결정 센서를 결합해 전체 소자의 단가는 낮추면서 성능은 뛰어난 적정기술로 활용할 수 있다”고 말했다. 물리학과 김세정 박사가 1저자로 참여한 이번 연구는 서강대 신관우 교수, KAIST 이용희 교수가 참여했고, 한국연구재단 중견연구자지원사업과 KAIST 기후변화연구허브사업의 지원을 받아 수행됐다.




대전=박세환 기자/greg@heraldcorp.com



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