국내 대학 연구팀이 나노소자 기술을 활용해 초소형 스마트센서를 구현할 수 있는 광대역 분광장치를 개발했다.
광운대학교(총장 유지상)는 이상신 전자공학과 교수 연구팀이 김은수 교수, 호주국립대 최덕용 박사와 공동연구를 통해 초소형 광대역 분광장치를 개발했다고 22일 밝혔다.
분광장치는 빛의 파장을 이용해 물질의 성분을 분석하는 장치로, 의료·화학·태양전지 등 다양한 영역에 활용된다.
일반적인 스펙트럼 분석 장치에 사용되는 프리즘이나 회절격자와 같은 기존의 분광소자는 크기가 크기 때문에 소형화에 어려움이 있었다. 넓은 파장 대역에 걸쳐 빛을 고르게 분광시키지 못하기 때문에 일정 수준 이상 효율이 유지되는 광대역의 분광소자를 구현하는 데에도 한계가 있었다.
이상신 교수팀은 메타표면 기술을 이용해 각 파장에 따른 전자기장의 성질을 제어했다. 이를 통해 가시광 대역부터 근적외선 대역에 이르는 광대역(400~1500나노미터)에 걸쳐 높은 효율이 고르게 유지되는 분광소자를 개발했다. 개발된 메타표면은 사다리꼴 모양 알루미늄 나노 안테나 한 쌍을 수직으로 쌓아 만들어졌다. 두께가 수백 나노미터 수준이고 기존 반도체 공정을 통해 제작 가능하다.
이상신 교수는 “분광소자 소형화에 성공함으로써 향후 다양한 광학 방식 센서나 분광장치 등 소형·경량화에 기여할 것”이라고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부가 주관하는 한국연구재단 선도연구센터(ERC) 지원사업과 중견연구자지원사업 지원으로 수행됐다. 영국왕립화학회가 발간하는 국제 전문학술지 나노스케일 온라인판에 게재됐다.
문보경 정책 전문기자 okmun@etnews.com
