상전이 물질 이용해 1㎛ 픽셀 해상도 홀로그램 만든다

▲ ETRI연구진(왼쪽부터 황치영 연구원, 김용해 박사)이 상전이 물질 기반 차세대 홀로그램 기술을 시연하고 있는 모습.

ETRI, LED 비춰 3cm 크기 홀로그램 띄우는 기술 개발

국내 연구진이 상전이 물질을 이용해 고해상도 픽셀을 구현할 수 있는 홀로그램 개발에 성공했다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 DVD나 메모리 소자에 사용되는 상전이 물질인 칼코게나이드계 화합물 ‘게르마늄 안티몬 텔룰라이드(GST)’를 이용해 1마이크로미터(㎛ㆍ100만분의 1m) 픽셀의 3㎝ｘ3㎝(가로ｘ세로) 크기 홀로그램 영상을 구현했다고 2일 밝혔다.

기존 홀로그램은 액정에 전압을 걸어 빛의 위상과 편광을 변경하는 방식으로 구현됐다.

하지만, 액정 소자 방식은 홀로그램 영상의 해상도를 높이는 데 필요한 ㎛ 수준의 픽셀 크기를 만드는데 한계가 있었다.

연구진은 문제를 해결하고자 반도체 메모리 소자로 활용되는 GST로 기존 액정 방식보다 약 4분의 1가량 픽셀을 작게 구현하는 데 성공했다.

연구진은 상전이 물질을 이용한 홀로그램 소자로 양쪽에 인듐 주석 산화물(ITO)을 이용하고 그 사이에 반도체 물질인 GST를 적층 했다.

이처럼 복층 박막 구조를 사용해 상전이 물질층의 두께를 유지하면서 투명전극 층의 두께를 조절했으며, 특정 색상에서 위상변조를 극대화할 수 있는 소자를 만들었다.

이 방법은 별도의 색상 필터 공정 없이도 박막 두께를 조절하고 투명 전극층의 두께에 따라 다양한 색상의 홀로그램 이미지 생성을 할 수 있다.

연구진은 홀로그램 디스플레이를 위한 공간 광 변조 장치를 개발하는 데 있어서 가장 큰 걸림돌 중 하나인 1㎛ 이하의 초소형 픽셀 구현을 해 낸 것에 의미가 크다고 설명했다.

연구진의 남은 과제는 디스플레이 영상을 구현하는 것이다.

상전이 물질을 기반으로 2년 내 패널형태를 제작하고 디지털 홀로그램 영상을 만들 계획이다.

황치선 ETRI 실감디스플레이연구그룹장은 “현 수준의 연구결과는 상전이 물질을 이용해 정지 홀로그램 이미지를 구현하는 수준이나 지속적인 연구를 통해 동영상 재생이 가능한 차세대 광 변조장치를 개발할 예정”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 지난달 24일 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 실렸다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 상전이 홀로그램 패널에서 재생된 홀로그램 이미지.