한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 고도경 교수 연구팀이 태양전지 소자인 페로브스카이트를 활용해 무선통신의 원가절감을 실현시킬 고효율 테라헤르츠파 변조기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

테라헤르츠파는 초당 1,000억번 진동하는 물체를 투과하는 전자기파로 숨겨진 테러 물품을 찾아내거나 문화재 등을 복원하는 데 주로 사용된다. 특히 의료영상 및 무선통신 분야에서도 전자기파를 이용한 정보 전달 시 활용된다.

페로브스카이트는 뛰어난 광흡수력과 광발전효과를 가지고 있어 최근 제작이 용이하고 저비용 공정이 가능해져 태양전지의 대체 소자로 주목 받고 있다. 연구팀은 페로브스카이트의 장점인 효율적인 광전 특성과 제작의 용이성에 주목해, 테라헤르츠파 진폭 변조 소자 개발에 활용했다.


연구팀은 태양전지 소자인 페로브스카이트 소자를 활용해 페로브스카이트-실리콘 이중 접합 광소자를 제작했다.

제작된 복합구조의 광소자는 기존 실리콘 소자에 비해 레이저의 동작 세기가 1/4 밖에 되지 않음에도 동일한 변조 효율을 보여 소자 작동에 필요한 전력량과 입력장치의 제조원가를 모두 절감할 수 있다.

고도경 교수는 “이번 성과는 단일 반도체 구조보다 레이저 동작 세기가 1/4만큼 감소한 저전력 고효율 테라헤르츠파 변조기 개발 연구의 토대를 마련해준 것”이라며 “의료영상과 무선통신 등에 활용되어 기존 비용에 비해 원가절감이 대폭 이루어질 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구성과는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 11월 24일에 게재됐다.

대덕=구본혁기자 nbgkoo@sedaily.com