유기반도체 기반 고성능 포토디텍터 개발…
차세대 통신·의료 모니터링 기술에 혁신적 진전
전자 | 조준상 기자 | 입력 : 2024.11.12
에너지 방출률 계산 기반 신규 다층구조 구현 및 노이즈 억제/감도 향상 효과 결과
중앙대학교 왕동환 교수팀과 캘리포니아대학교 응우옌 교수팀이 협력하여 유기반도체 기반의 고감도·저잡음 포토디텍터를 개발, 차세대 통신 및 의료 모니터링, 보안 센서 등 다양한 분야에서의 혁신 가능성을 열었다. 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지 논문으로도 선정됐다.
한국연구재단에 따르면, 연구팀은 기존 유기반도체의 한계를 개선한 ‘억셉터-이종접합 연속 구조’를 구현해 높은 민감도와 저잡음 특성을 확보했다. 이 구조는 광전류를 효과적으로 증가시키고 암전류를 줄이는 역할을 하여 빠르고 안정적인 데이터 전송을 가능하게 한다.
연구팀은 전사 인쇄 공정 기술을 도입해 단일 억셉터 층을 안정적으로 형성하는 방식으로 기존 공정의 한계를 극복했다. 이를 통해 전하 이동이 원활해지고 신호 반응 속도가 향상됐으며, 다양한 광원에서도 뛰어난 민감도를 발휘할 수 있게 됐다.
새롭게 개발된 포토디텍터는 고주파 대역에서도 신호 손실 없이 빠른 데이터 전송을 지원하며, 의료 모니터링, 보안 센서, 정보통신 등 다양한 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.
왕동환 교수는 “유기반도체 포토디텍터를 트랜지스터 기술과 융합해 상용화 가능한 무선 통신 원천기술 확보를 목표로 정진하겠다”고 밝혔다.
이번 성과는 유기반도체 광검출기의 성능을 크게 향상한 것으로, 스마트센서와 차세대 광통신 기술 발전에도 기여할 중요한 성과로 평가된다. 고속 반응과 넓은 대역폭을 갖춘 포토디텍터 기술은 향후 다양한 산업에 혁신적 변화를 가져올 가능성이 높다.
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