야간 투시경의 수만배 감도 적외선 센서 개발

KAIST “자율주행차 양자 컴퓨팅에 활용 기대”

이정용 KAIST 전기및전자공학부 교수 연구팀이 콜로이드 양자점을 활용한 적외선 광자 흡수로 85배의 전자를 생성하는 아발란체 전자 증폭 기술을 개발했다. 왼쪽부터 김윤후 전기및전자공학부 박사과정, 김병수 정보전자연구소 박사, 이정용 교수. KAIST 제공

[충청투데이 김중곤 기자] KAIST는 이정용 전기 및 전자공학부 교수 연구팀이 콜로이드 양자점을 활용한 적외선 광자 흡수로 85배의 전자를 생성하는 아발란체 전자 증폭 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

아발란체 전자 증폭 기술은 강한 전기장이 인가된 반도체에서 전자가 가속돼 인접 원자와 충돌하며 다수의 전자를 생성하는 신호 증폭 기술이다.

반도체 나노입자인 콜로이드 양자점은 용액 기반 반도체로서 적외선 센서의 실용적인 후보로 주목 받고 있다.

결정질 반도체와 다른 에너지 구조를 가져 열잡음 생성을 억제하는 장점이 있지만, 전하 이동도가 낮고 양자점 표면에서 불완전 결합 때문에 전하 추출이 저하되는 문제가 있었다.

연구진은 아발란체 전자 증폭 기술로 인접 양자점에서 다수의 전자를 추가 생성함으로써 상온에서 적외선을 조사 시 신호가 85배 증폭되고, 일반 야간 투시경보다 수만배 높은 탐지 감도를 가진 소자를 구현했다.

제1저자인 김병수 박사는 “양자점 아발란체 소자는 기존에 보고된 바 없는 신개념 연구 분야로서, 본 원천 기술을 통해 글로벌 자율주행차와 양자 컴퓨팅, 의료 영상 시장 등을 선도할 벤처 기업 육성을 주도할 수 있을 것”이라고 말했다.

김중곤 기자 [e-mail]