인천대 전자공학과 진성훈 교수 연구팀, 광검출기 어레이 기술 개발

탈부착 형 유연 페로브스카이트 광검출기 어레이
자율주행 및 메타버스 핵심 센서 기술 단초 마련

전자공학과 개발이미지

인천대학교 전자공학과 진성훈 교수

인천대 전자공학과 진성훈 교수 연구팀이 자율주행 차량의 요소기술인 라이다(LiDAR) 및 메타버스(Metaverse) 기반의 가상/증강 (VR/AR)현실 구현을 위한 핵심기술인 탈부착 가능한 유연 페로브스카이트 기반의 광검출기 어레이(photo detector arrays)기술을 처음으로 개발하는 데 성공했다.

자외선(UV)영역에서 근적외선(NIR)영역까지 하나의 단일 소재로 감지 가능하며, Si 기술과 호환성을 가지는 반도체 개발의 필요성이 부각 되고 있었으나, 다중대역 광검출기(broadband photo-detectors)개발은 현실적으로 어려움이 많았다.

또한 최근 페로브스카이트 반도체를 기반으로 문제해결의 가능성을 보여주고 있으나, 인체에 유해한 납(Pb)을 포함하며, 신뢰성 문제로 연구개발에 난항을 겪고 있었다.

진성훈 교수연구팀은 납을 포함하지 않으면서, 신뢰성을 크게 개선한 무납 세슘계열 페로브스카이트(Cs2SnI6)기반의 다중대역 광검출기를 유연기판 위에 구현하고 시스템 레벨의 집적화를 위해서 필요한 폼팩터(formfactor) 개선을 위한 노력으로, 마이크로 LED 광원과 물리적으로 탈부착이 가능한 '탈부착형 유연페로브스카이트 광검출기 어레이'기술을 개발했다.

본 연구 성과는 납이 첨가되지 않은 친환경 페로브스카이트 개발 및 이를 기반으로 한 대면적 소자 제작 및 광검출기 어레이 응용 기술로서, IoT, 가상/증강현실 구현을 위해서 필요한, 새로운 광검출기를 내장한 시스템에 폭넓게 활용될 수 있다는 점에서 중요성이 대두된다.

광검출기 어레이 기술 연구는 진성훈 교수가 교신저자로, 본 연구실 소속인 모쿠랄라 크리쉬나 연구원과 김승엽 박사과정 연구원이 공동 제1 저자로 참여했다.

진 교수는 "신규 페로브스카이트 반도체의 장점을 극대화하고, 기존의 Si 기반 시스템과 새롭게 연계하는 폼팩터 조절기술을 활용해서, Si 후속 공정에서 요구되는 광학적 연결기술 및 바이오 이미징 분야에도 새롭게 접목될 수 있다"며 앞으로 활용성의 기대를 내비췄다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF) 중견연구자사업 및 중점연구소(매개곤충융복합센터)의 지원으로 수행됐으며, 국제 권위 학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF 30.84)' 에 최근 정식 출간 게재되어, 학술적인 우수성을 인정받았다.인천=주관철 기자 jkc0527@