[창원=뉴스핌] 남경문 기자 = 인(P) 도핑과 전기장 설계를 활용해 광감도를 5배 이상 높인 유연 근적외선 광검출기가  개발해 관심이 쏠린다.

한국재료연구원은 에너지·환경재료연구본부 권정대, 김용훈, 윤종원 박사 연구팀이 인(P) 도핑과 전기장 설계만으로 성능과 내구성을 동시에 끌어올린 유연 근적외선 광검출기를 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀은 텔루륨과 비정질 실리콘을 결합한 이종접합 구조에 인 도핑과 전면 전기장층을 적용해 광응답도와 검출도를 높였다.

이번 소자는 잘 휘는 무색 폴리이미드 기판 위에 텔루륨, 비정질 실리콘, 전면 전기장층, 투명전극을 차례로 적층해 제작했다. 연구팀은 비정질 실리콘의 인 도핑 농도를 정밀하게 조절해 결함을 줄이고 전자 이동 특성을 개선했다.

전면 전기장층을 더해 텔루륨에서 생성된 전자가 전극 방향으로 빠르게 이동하도록 유도하고 전자·정공 재결합을 억제했다.

그 결과 광응답도는 기존 구조보다 약 5.1배, 검출도는 약 2.6배 향상됐다. 400~1600나노미터 파장대에서 빛을 안정적으로 감지했고 4000회 반복 굽힘 시험 뒤에도 초기 광응답도의 90% 이상을 유지했다.

이번 기술은 웨어러블 헬스케어 기기와 의료 진단센서, 광통신 수신기 등 유연 광전자기기에 활용될 가능성이 있다. 연구팀은 별도의 복잡한 공정을 추가하지 않고 성능을 높인 점에서 대면적 제조와 상용화에도 유리하다고 설명했다.

권정대 책임연구원은 "반도체 재료의 미세구조와 소자 내부 전기장을 동시에 제어해 성능을 높였다"고 말했다.

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