'그래핀-실리콘 결합' 고성능 광센서 개발

'그래핀-실리콘 결합' 고성능 광센서 개발
광주과기원 연구팀 "접합 면 특이 전하이동 현상 이용"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 이병훈 광주과학기술원 교수 연구팀이 그래핀과 실리콘 반도체 접합 면 특이 전하이동 현상을 이용해 고성능 광센서를 개발했다고 7일 밝혔다.
광센서는 빛에너지를 흡수해 전기에너지를 출력하는 장치다.
디지털카메라, 자율주행차, 광통신 등에 널리 활용된다.
최근엔 감도가 높고 제조비용이 저렴한 보급형 광센서에 대한 관심이 높아지고 있다.
연구팀은 그래핀의 탁월한 전기 이동도와 실리콘 반도체의 빛에너지 흡수 능력에 더해 그래핀-실리콘 접합 면에서 발생하는 특이한 전류 증폭 현상을 기술 개발에 활용했다.
이들의 접합을 통한 상승효과는 지금까지 광센서에서 알려지지 않은 새로운 작동 원리다.


새로 개발한 센서는 광 반응성, 누설 전류량, 광검출 측면에서 가장 뛰어난 상용 광센서(실리콘 Avalanche Photo Diode)보다 수십 배 우수한 성능을 보였다.
그래핀을 반도체에 접합하는 공정은 비교적 간단해, 광센서 제작단가를 현저히 낮출 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이병훈 교수는 "기존 그래핀 또는 반도체 광센서와는 다른 새로운 원리에 바탕을 뒀다"며 "며 "다양한 산업 분야에서 쓸 수 있는 신기술로 주목받을 것으로 기대한다"고 말했다.


연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 글로벌프론티어지원사업, 미래소재디스커버리사업, 나노소재원천기술개발사업 지원으로 수행됐다.
성과를 담은 논문은 이날 재료과학 분야 국제학술지 '스몰'(Small)에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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