전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

'광학필터 없이 빛의 색 구별'...지스트, 차세대 광센서 개발

기사입력 : 2020년09월24일 09:12

최종수정 : 2020년09월24일 09:12

유무기 하이브리드 페로브스카이트 박막 적층 기술
기존보다 획기적으로 향상된 감도와 해상도 기대

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 지스트(광주과학기술원)는 신소재공학부 정건영 교수 연구팀이 유무기 하이브리드 페로브스카이트 박막을 이중으로 수직 적층해 광학필터 없이 빛의 파장을 분석할 수 있는 단일 광센서를 개발했다고 24일 밝혔다.

유무기 하이브리드 페로브스카이트는 특정 유기물과 금속 양이온을 혼합했을 때 페로브스카이트 결정구조를 가지면서 형성되는 반도체 박막이다. 이 반도체 박막은 가시광 흡수율이 높으며 흡수한 빛으로 광전자-홀 쌍을 만드는 효율이 높다.

지스트 측은 "페로브스카이트 박막 적층형 광센서는 기존 광센서보다 획기적인 감도와 해상도 개선이 기대된다"며 "의료, 광통신, 스마트기기 및 자율주행자동차 등 다양한 산업 분야에 널리 활용이 가능하다"고 언급했다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 왼쪽부터 김형훈 박사, 정건영 교수, 권순철 박사, 김우철 박사과정생. [사진=지스트] 2020.09.24 swiss2pac@newspim.com

지스트에 따르면, 광을 전기 신호로 전환하는 광전효과 기반의 광센서는 대표적으로 태양전지 기술을 통해 널리 쓰이고 있다. 광센서는 신재생 에너지 활용과 스마트폰, 사물인터넷(IoT), 광통신 등에 필수적인 부품이다. 특히 의료 분야에서 다른 진단 방식에 비해 간편하게 진단 및 상시 모니터링을 할 수 있어 광센서를 활용한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.

현재 상용화된 실리콘 기반 광센서는 빛의 색(혹은 파장)을 구별하기 위해 특정 파장의 빛만 투과시킬 수 있는 광학필터가 장착돼야만 한다. 하지만 광학필터를 광센서와 결합하는 공정에서 요구되는 높은 비용뿐 아니라 빛이 필터를 통과할 때 빛의 양이 줄어 광센서의 감도가 저하되는 문제가 발생한다.

이번 연구에서는 광학필터 없이 하나의 수직 적층형 소자만으로도 빛의 색(혹은 파장)까지 구별할 수 있는 새로운 개념의 소자를 구현했다. 광센서에 가해주는 전압에 따라 각기 다른 빛의 스펙트럼을 추출했고, 빛의 파장을 광학필터 없이 정밀하게 구별하는 데 성공했다.

연구팀은 또한 해당 광센서를 통해 자연광의 색지수(R·G·B)를 정확하게 추출해 내는 데 성공했다. 이 시스템을 이용하면 기존 세 가지 이상의 필터가 요구되는 이미지 센서보다 2배 이상의 높은 해상도로 색을 구별할 수 있다.

정건영 교수는 "이번 연구는 기존 광학필터로 파생되는 문제점들을 단번에 극복할 수 있는 해결책을 제시했을 뿐 아니라 페로브스카이트 물질 활용에 대한 새로운 패러다임을 제시했다"면서 "향후 고해상도 이미지센서, 광학 기반 바이오센서, 광통신 시스템 등의 영역으로 연구범위를 확장할 예정"이라고 말했다.

한편, 정건영 교수와 차세대에너지연구소 권순철 박사(공동 교신저자)가 주도한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업·신진연구자지원사업과 지스트가 지원한 RISE 기관고유사업(GRI)의 일환으로 수행됐다. 광학 분야 저명 국제 학술지 '레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser & Photonics Reviews)' 9월 11일자에 온라인으로 게재됐다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] 日 여행객 'K-쌀' 사간다 [세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 일본 여행객이 한국을 방문, 한국 쌀을 직접 구매해 들고 나가는 사례가 급증하고 있다. 일본 내 쌀값이 고공행진을 이어가는 가운데 '밥맛 좋은 한국 쌀'이 대체제로 급부상하면서 벌어지는 현상이다. 3일 <뉴스핌>이 입수한 자료에 따르면, 올해 1월부터 6월까지 상반기 동안 일본 여행객이 한국에서 직접 구매해 일본으로 들고 간 국산 쌀은 3만3694kg로 집계됐다. 일본은 지난 2018년부터 휴대식물 반출 시 수출국 검역증을 의무화한 나라로, 병해충과 기생식물 등 식물위생 문제에 매우 엄격하다. 특히 쌀처럼 가공되지 않은 곡류는 검역 과정이 매우 까다롭다. 그럼에도 불구하고 일본 여행객들의 한국산 쌀 열풍은 지속됐다. 지난해 한 해 동안 일본 여행객이 반출한 국산 쌀은 1310kg에 불과했지만, 올해는 상반기에만 무려 25배 이상 급증했다. 같은 기간(2024년 1~6월)으로 비교하면 작년 106kg에서 올해 3만3694kg로 약 318배 증가한 셈이다. 농식품부 관계자는 "일본 여행객들의 '쌀 쇼핑'이 열풍을 불면서 관련 문의가 급증했다"며 "한국쌀이 일본쌀에 비해 맛과 품질이 뒤떨어지지 않는다는 인식이 생기면서 반출되는 양도 많아지고 있다"고 설명했다. 쌀을 화물로 탁송하는 사례도 동반 상승했다. 올해 상반기 기준 화물검역을 통해 일본으로 수출된 국산 쌀은 43만1020kg에 달한다. 지난해 화물 검역 실적이 1.2kg에 그쳤던 것과 비교하면 폭증 상태다. 업계에서는 이번 흐름이 국산 쌀에 대한 일시적 특수로 끝나지 않고 국내에서 정체된 쌀 소비의 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 내다보고 있다. 임정빈 서울대 농경제학과 교수는 "일본에서 쌀 가격이 두 배 이상 올랐으니 한국에 와서라도 쌀을 구매하는 여행객이 늘어난 것"이라고 짚었다. 이어 "다만 일본의 쌀 관세율이 매우 높기 때문에 한국 쌀의 가격만 보지는 않았을 것"이라며 "국산 쌀의 품질이 높기 때문에 이 부분에서도 합격점이 있을 것"이라고 평가했다. [영종도=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 11일 오전 인천국제공항 제1터미널에 중국발 여행객들이 입국하고 있다. 2023.03.11 pangbin@newspim.com 정부 역시 이같은 수요에 대응해 일본 관광객을 대상으로 검역제도 안내·홍보에 나서기로 했다. 현재는 농림축산검역본부를 통한 사전신청, 수출검역, 식물검역증 발급, 일본 통관까지 최소 3단계 이상이 요구된다. 다만 한국 쌀을 일본으로 반출할 때 한국에서 식물검역증을 발급받아야 한다는 사실을 모르는 일본 관광객이 일본에 돌아가 쌀을 폐기하는 일이 생기면서 홍보의 필요성이 대두됐다. 농식품부 고위 관계자는 "지난달 오사카 엑스포 현장 방문을 계기로 일본 농림수산성과 예방할 기회가 주어졌는데 그 자리에서 쌀 검역 문제가 논의됐다"며 "한국 정부는 일본 여행객이 애써 한국 쌀을 구매한 뒤 일본으로 돌아가 폐기하는 일이 없도록 제도 홍보에 만전을 기하겠다"고 전했다. plum@newspim.com 2025-07-03 11:10
사진
내란특검, 尹재판 증인 72명 신청 [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 12·3 비상계엄 관련 내란 사건을 수사 중인 조은석 특별검사팀이 윤석열 전 대통령의 내란 우두머리 혐의 재판에서 증인 72명을 추가 신청했다. 서울중앙지법 형사합의25부(재판장 지귀연)는 3일 내란우두머리·직권남용권리행사방해 혐의로 재판에 넘겨진 윤 전 대통령의 9차 공판기일을 열었다. 조은석 내란 특별검사. [사진=뉴스핌DB] 특검 측은 앞서 1차로 38명의 증인을 신청한 데 이어 이날 재판부에 증인 72명을 추가로 신청하겠다고 밝혔다.  재판부는 오는 10일 열릴 10차 공판에서는 이날 증인신문을 마치지 못한 고 전 처장에 이어 정성우 전 방첩사 1처장(준장), 김영권 방첩사 방첩부대장(대령)을 불러 신문할 예정이다. 정 전 처장은 여인형 전 방첩사령관으로부터 선관위 전산실 통제와 서버 확보를 지시받은 인물이며 김 부대장은 비상계엄 당일 곽종근 전 육군 특수전사령관이 윤 전 대통령으로부터 지시받을 당시 함께 합참 지휘통제실에 있었던 것으로 알려졌다.  한편 이날 재판에서 윤 전 대통령 측은 조은석 특검이 검찰로부터 사건을 이첩받은 절차가 위법해 무효라고 주장했으나, 특검은 "법과 상식에 비춰봤을 때 납득할 수 없는 주장"이라고 반박하며 신경전을 벌였다.  sykim@newspim.com 2025-07-03 20:47
안다쇼핑
Top으로 이동