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[IT뉴스]“자외선·단파장·적외선 동시 검출” KAIST 셀레늄 반도체 신소재 개발

온카뱅크관리자

2025-05-28 08:37:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 신소재공학과 염지현 교수, 카이랄성 셀레늄 반도체 나노필름 기술 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="8WRGnLSgux">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e41aaf79351a1b3eb4c59a04402cc804acf7596b554db81cd51a77495101cb62" dmcf-pid="6YeHLovazQ" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 권준영(왼쪽) 부경대학교 박사와 염지현 KAIST 신소재공학과 교수.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/28/ned/20250528082641954fgtb.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="44TxHXf53M" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/28/ned/20250528082641954fgtb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이번 연구를 수행한 권준영(왼쪽) 부경대학교 박사와 염지현 KAIST 신소재공학과 교수.[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="1914ff7092da23318d6bc73b9e94b4864979bd6b93ae49493085ce916aa12ee5" dmcf-pid="PGdXogTNpP" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] KAIST는 신소재공학과 염지현 교수 연구팀이 셀레늄(Se) 나노결정의 원자수준 카이랄성 제어를 이용, 자외선부터 단파장 적외선까지 감지가능한 광대역 원형편광(CPL) 검출 반도체 소재를 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="f78d7e381e39cb1d601616a068fb8119a445a6c30b88acb401a59a7a6622d4c6" dmcf-pid="QHJZgayj06" dmcf-ptype="general">이 기술은 원형편광(CPL)을 실온에서 고감도로 감지할 수 있는 필름형 소재로, 빛으로 암호화된 정보를 해독하거나 양자비트(qubit)를 제어하는 등 양자 컴퓨팅과 스핀트로닉스, 광센서 기술의 핵심 소재로 주목받고 있다.</p>
          <p contents-hash="d43b575ae51897cd5800e79c74d04cff320171ef4a7982c9dca9bed4509d401f" dmcf-pid="xXi5aNWAp8" dmcf-ptype="general">카이랄성(Chirality)은 좌우 비대칭성을 의미하며, 분자 수준뿐 아니라 광학, 의약, 생명현상 전반에 걸쳐 매우 중요한 물리적 특성이다. 특히 빛의 스핀 각운동량을 탐지하는 데 중요한 원형편광(CPL)을 구별하는 기술이다.</p>
          <p contents-hash="f9b9b2b7ed465243d6738142db12e2d2e2f37e41414c2d0f898f9c52910e436c" dmcf-pid="yFa0kEZwF4" dmcf-ptype="general">기존 CPL 센서가 습기나 자외선에 약하고 열화되기 쉬운 문제로 상용화에 큰 한계가 있다는 점을 염두에 두고, 연구진은 자연적으로 비대칭 결정 구조(카이랄성)를 갖는 무기 소재인 셀레늄에 주목했다.</p>
          <p contents-hash="319ffac600e6170ed492647d7d7b1691e04f1b9aaf48657aac60524b8bda6782" dmcf-pid="W3NpED5ruf" dmcf-ptype="general">셀레늄은 고유한 카이랄성 구조를 가지고 있으며, 성능 안정성을 반영구적으로 늘릴 수 있다. 하지만, 자연적으로는 원자 구조가 오른쪽과 왼쪽 방향성이 섞여서 존재하며, 한 쪽 방향성으로 제어하는 것은 매우 어려워 현실적인 활용에 큰 어려움이 있었다.</p>
          <p contents-hash="8eab32a46cda6f57363c1b41249dd6f025eca1bdbcbbd2af2d8ebf48a75ed1b3" dmcf-pid="Y0jUDw1mFV" dmcf-ptype="general">연구팀은 셀레늄을 나노 크기 막대 형태의 ‘셀레늄 나노로드’로 만들면서, 그 격자 구조가 왼쪽 또는 오른쪽 방향의 비대칭성(카이랄성)을 갖도록 제어할 수 있는 ‘카이랄성 전이 기술’을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="46a99b86e1e214e2693ee883154b65fdb7f855eb2a6419fdc2fa4f884a964191" dmcf-pid="GpAuwrtsp2" dmcf-ptype="general">제작한 셀레늄 나노필름 소자가 자외선(180 nm)부터 단파장 적외선(2500 nm)에 이르기까지 넓은 파장 영역에서 CPL을 감지할 수 있음을 확인했으며, 광응답 비대칭성 지수가 최대 0.4에 달하는 즉, 추가적인 편광 필터 없이 편광 방향을 정밀하게 구분하는 우수한 성능을 기록했다.</p>
          <p contents-hash="2df45fb5b40fb52e360c350f083442a41c63ee4aeef2afe4730082b770b94afe" dmcf-pid="HUc7rmFOu9" dmcf-ptype="general">염지현 교수는 “빛의 원형편광 정보를 선택적으로 읽고 구분할 수 있는 만큼, 빛 기반의 양자 정보 처리나 저전력 반도체 기술 개발에도 응용될 수 있다”면서 “연구에 사용된 셀레늄 나노필름 합성 공정은 상온 환경에서 이루어지며, 유해 화학물질이나 고온 열처리가 불필요한 친환경 공정으로, 상온에서도 안전하게 실험이 가능하다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="de4e5c9fdca84001a09def452816360b2cdff814d322c7212b6e60e6d9ee1a9e" dmcf-pid="Xukzms3IpK" dmcf-ptype="general">이어 “양자광학, 보안광학, 생체 진단 및 이미지 센서 등 다양한 분야에 실제 응용 가능한 기반기술로 확장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.</p>
          <p contents-hash="ddd2cf6094895253f0bb0ac0b924f8e34d342160697be69beb5e3e1f38aab37f" dmcf-pid="Z7EqsO0Cub" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communication)’에 5월 3일 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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