동국대는 부산대·전남대와 공동 연구를 통해 새로운 '저전압 구동 듀얼모드(Back-to-back, BtB) 광검출기'를 개발했다고 2일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 최근 자율주행 및 보안, 바이오메디컬 이미징 등 다양한 분야에서 입사광의 파장 정보를 동시에 획득할 수 있는 소형·저전력 광센서에 대한 수요가 증가하고 있다.
그러나 기존 분광 시스템의 대안으로 주목받은 'BtB 기반 적층형 듀얼모드 광검출기'는 광흡수 증가와 전하 수송 효율 사이에서 반비례 관계가 발생한다는 한계가 있었다.
이에 연구팀은 나노구조 블랙 실리콘을 페로브스카이트 흡광층과 결합한 새로운 BtB 광검출기 구조를 설계했다.
금속보조화학식각 공정을 통해 형성된 블랙 실리콘은 입사광의 반사를 효과적으로 억제해 넓은 파장 영역에서 우수한 흡광 특성을 가진다.
또 블랙 실리콘의 수직 나노구조는 페로브스카이트층 내부에서의 전하 이동 거리를 단축시켜 기존 BtB 구조에 적용하기 어려웠던 전하 수송 저하 문제를 효과적으로 해결했다.
이어 외부 광학 필터 없이도 소형·집적형 분광 이미징 시스템 구현이 가능함을 보여주며 차세대 광전자 플랫폼으로의 확장 가능성을 제시했다.
권순철 동국대 교수는 "이번 연구는 저전력·고집적 차세대 광센서 플랫폼으로서 다양한 광전자 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.
한편 연구에는 권 교수를 비롯해 이길주 부산대 교수, 김형훈 전남대 교수가 교신저자로 참여했으며 제1저자로 동국대 성준영 석사생, 부산대 김민석 박사생이 참여했다.
한국연구재단(NRF)이 지원한 이번 연구는 광전자·센서 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 게재됐다.
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