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아주대, 실리콘 반도체 소재 고감도 적외선 검출 소자 개발
2021-08-02 10:26:00최종 업데이트 : 2021-08-02 10:26:00 작성자 :   연합뉴스
서형탁 아주대 교수

서형탁 아주대 교수

아주대, 실리콘 반도체 소재 고감도 적외선 검출 소자 개발

(수원=연합뉴스) 김솔 기자 = 아주대학교는 실리콘 반도체 소재의 초고감도 적외선 검출 소자를 개발했다고 2일 밝혔다.

서형탁 교수 연구팀에 따르면 해당 소자는 1천620∼1천800나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 적외선 파장을 100마이크로초(㎲·100만분의 1초) 수준의 고속으로 검출할 수 있다.
연구팀은 실리콘 반도체 소재에 미세 압력을 가하면 반도체가 빛을 흡수하기 위해 필요한 최소 에너지, 즉 '밴드갭'이 급격하게 감소한다는 점에 주목했다.
적외선 광센서 동작 원리 중 빛에 의해 형성된 전자와 정공의 이동을 파악해 광 전류를 감지하는 '광전효과'를 이용하는 방식이 가장 높은 감도를 보이는데, 이는 광 흡수 반도체의 밴드갭이 광 에너지보다 낮은 상태에서만 활용할 수 있다.
지금까지 학계에서는 밴드갭을 낮추는 데 어려움을 겪어 갈륨비소 등 화합물로 이뤄진 반도체 소자를 이용했으나 검출 감도가 낮고 가격대가 높다는 한계가 있었다.
연구팀은 기존에는 적외선 감지 소재로 활용되지 않았던 실리콘 소재에 미세압력을 가하면 밴드갭을 적외선 광 에너지보다 크게 줄일 수 있음을 확인해 이를 이용한 소자 개발에 나선 것이다.
서 교수는 "이번 연구 결과가 고감도 적외선 센서가 필요한 자율주행차, 태양전지, 의료진단기기 등 다양한 영역에 기여할 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '스몰 메소드(Small Methods)' 지난달 19일자 온라인판에 실렸으며 이 저널 권두 표지 논문으로 선정됐다.
sol@yna.co.kr
(끝)


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