한국세라믹기술원이 국제 공동연구로 미세전류 구동 초소형 수직 레이저 소자를 개발했다.
한국세라믹기술원(원장 유광수·이하 세기원)은 라용호 세기원 박사와 제티안 미 미국 미시간대 전기·컴퓨터공학부 교수가 공동연구로 '미세전류로 구동되는 초소형 수직 반도체 레이저 소자' 개발에 성공했다고 25일 밝혔다.
일반 반도체 레이저 소자는 반도체 사이에 평행한 빛을 방출하는 수평 발광 레이저를 사용한다. 소자에 반사판이 부착돼 있어 부피가 크고 복잡한 제조공정으로 인해 생산 단가도 높다.
차세대 레이저 소자로 각광받고 있는 수직 발광 반도체 레이저 소자 또한 반사판이 필수여서 초소형 디스플레이 구현과 저전력 구동에 한계가 있었다.
공동연구팀은 초고진공상태에서 약 1000℃ 고온 합성으로 결함 비율을 크게 줄인 질화물계 나노와이어 반도체 구조를 소자에 적용, 수평이 아닌 수직으로 레이저를 방출하면서 초소형 제작과 미세전류 구동이 가능하도록 만들었다.
기존 소자에 필수적이던 반사판을 제거하고 나노와이어 반도체 구조 자체에서 빛을 증폭시키는 방식을 이용해 빛 효율을 극대화했다. 라용호 박사는 “미세전류만 흘려줘도 빛이 증폭돼 레이저가 나올 수 있다. 전력 소모는 거의 없고 소자 크기도 5마이크로미터(㎛) 정도까지 줄일 수 있다”며 “차세대 디스플레이 분야에서 3D홀로그램, 마이크로 디스플레이, 투명 디스플레이, 초미세 나노 픽셀로 응용뿐 아니라 기존의 해상도와 전력 효율도 각각 100배 이상 향상 시킬 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구 결과는 미국 과학진흥협회 발행 사이언스 어드벤스 1월호에 실렸다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
