조 교수의 연구팀은 일상생활에서 쉽게 구할 수 있는 종이를 광소자 기판으로 사용해 저렴하면서도 친환경적인 초소형 광소자를 구현했다. 기존에 반도체 광소자를 제작하는 데 쓰이는 반도체 기판은 전체 소자 부피의 대부분을 차지하는 데다, 폐기하는 과정에서 환경 오염을 일으키는 문제가 있다고 알려져 있다. 연구팀은 반도체 기판에 높은 집적도로 패터닝한 나노 광소자를 마이크로 스탬프를 이용해 떼어낸 뒤 종이 기판 위에 원하는 간격으로 배열하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 종이 광소자는 폭 0.5 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m), 길이 6 마이크로미터, 높이 0.3 마이크로미터 크기로 머리카락 굵기의 100분의 1 수준이다.
종이 기판을 사용한 광소자는 자유자재로 구부릴 수 있고 여러 번 접었다 펴도 끊어지지 않기 때문에 차세대 웨어러블·플렉서블 기기에 활용할 수 있다.
이 기술은 종이를 이용한 임신진단키트 등처럼 종이 기판을 사용한 반도체 센서를 질병 진단에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’(Advanced Materials) 지난 17일자에 실렸다.
조용훈 카이스트 물리학과 교수 연구팀이 개발한 종이 위에서 작동하는 초소형 반도체 레이저 가상도 /사진제공=카이스트
