KAIST, 기존 양자점 뛰어넘는 적외선 센서 기술 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 양자점 소재가 차세대 양자 기술로 활용될 돌파구를 제시했다.

한국과학기술원(KAIST)는 전기 및 전자공학부 이정용 교수 연구팀이 콜로이드 양자점을 활용해 하나의 적외선 광자 흡수를 통해 85배의 전자를 생성할 수 있는 아발란체 전자 증폭 기술을 개발해 기존 기술의 한계를 뛰어 넘는 감도를 달성했다고 8일 밝혔다.

화학적으로 합성된 반도체 나노입자인 콜로이드 양자점은 용액 기반 반도체로서 적외선 센서의 실용적인 후보로 주목 받고 있으며, 결정질 반도체와 다른 에너지 구조를 가져 열잡음 생성을 억제하는 장점이 있지만 전하 이동도가 낮고 양자점 표면에서 자주 발생하는 불완전 결합 때문에 전하의 재결합이 촉진되어 전하 추출이 저하되는 문제가 있었다.

연구진은 강한 전기장을 인가해 전자를 가속하여 운동에너지를 얻고, 인접 양자점에서 다수의 추가 전자들을 생성함으로써 상온에서 적외선을 조사 시 신호가 85배 증폭되고 1.4×1014 Jones 이상의 탐지 감도를 가지는 소자를 구현했는데 이는 일반 야간 투시경보다 수만 배 정도 높은 감도를 보여준다.

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 설명했다.