경희대 응용과학대 응용물리학과 최석호 교수 |
현재 상용화된 실리콘 반도체 기반의 광센서는 빛의 파장이 짧아지면 효율이 떨어지는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 금속과 실리콘 양자점을 활용하는 연구가 진행되고 있지만 효율을 높이는 데 한계가 여전히 남아있었다. 금속은 빛 투과성이 낮고 전기 도체이기 때문이다.
이에 연구진은 금속을 그래핀으로 대체해 그래핀과 실리콘 양자점 융합구조의 다이오드를 제작하고 이를 광센서에 적용했다. 이 광센서는 상용 광센서 수준의 효율(∼0.35 A/W)을 보이면서 가시광선 등 짧은 파장의 빛에 반응성이 크게 향상된 것으로 나타났다.
또 연구진은 적외선 중심의 기존 제품과 달리 가시광선 영역의 성능문제를 해결했고 투명성과 유연성도 갖췄다고 덧붙였다.
최석호 교수는 “이번 성과는 그래핀과 실리콘 양자점 융합구조를 광센서에 활용한 첫 사례”라며 “기존 실리콘 공정을 기반으로 대면적 소자를 제작, 특별한 공정 구축 없이 상용화 가능성을 높였다는 데 의의가 있다”고 말했다.
이 연구 결과는 나노ㆍ재료 분야 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 지난달 16일 자 온라인판에 게재됐다.
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