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전기전자공학부 심재원 교수 연구팀, 초저잡음 적외선 유기 광검출기 기술 개발, 세계적 학술지 게재
관리자 2025.06.11 Views 82
▲ (왼쪽부터) 고려대 전기전자공학부 심재원 교수(교신저자), 김태혁 석박사통합과정(제 1저자), 오승현 학석사과정(제 1저자)
고려대학교 전기전자공학부 심재원 교수 연구팀이 차세대 적외선 유기 광검출기 개발을 위한 혁신적인 초저잡음 원천기술을 세계 최초로 개발하여 세계적인 학술지에 총 2편을 동시 게재하였다.
본 연구는 고려대학교 심재원 교수팀의 주도로, 한국과학기술연구원(KIST), 동국대학교팀과 공동으로 진행되었으며 유기 광검출기의 초저잡음 특성을 극대화하여 고감도 적외선 감지 기술의 새로운 가능성을 열었다.
첫 번째 연구는 한국과학기술연구원(KIST)과 동국대학교와 공동연구로 진행되었다. 이 연구에서는 넓은 밴드갭을 갖는 새로운 전하 차단층 “3PAFCN” 설계를 통해 계면 간 효율적인 에너지 수준 정렬로 적외선 감지 성능을 극대화하고, 역 전하 차단을 통해 초저잡음 특성을 구현하여 기존 광검출기의 한계를 돌파했다. 이 기술은 다중 스펙트럼 환경에서 단일 픽셀 이미지를 구현하여 안개 및 흐린 환경에서도 우수한 선명도를 보였으며 이는 의료 영상, 자율주행, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
두 번째 연구는 고려대학교 화학과의 공동연구로 이루어졌다. 본 연구는 연속적인 유기 화학 도핑을 통해 좁은 밴드갭을 구현하여 1500 nm 적외선 파장대역을 유기 광검출기를 통해 검출하는 데 성공했다. 이뿐만 아니라, 좁은 밴드갭 물질의 원천적 한계인 높은 잡음 전류를 도핑 농도의 제어와 전하 터널링 메커니즘의 체계적인 분석을 통해 극도로 낮은 잡음 전류 얻어초저잡음 특성을 달성하며 차세대 광검출 기술의 상용화에 한 발짝 다가섰다.
두 연구는 모두 세계적 학술지인 Advanced Materials (Impact Factor: 29.4, JCR 상위 2.5%)에 2편의 논문이 2025년 4월, 5월에 각각 게재되었으며, 그 혁신성과 실용성을 인정받았다.
심재원 교수는 “이번 연구는 유기 광검출기의 성능을 획기적으로 개선하여 다양한 산업 분야에 적용 가능성을 열었다”며, “특히 의료 및 자율주행 자동차 분야에서 큰 변화를 가져올 것”이라고 밝혔다. 또한, “저전력, 고감도 센서 기술은 스마트 디바이스와 IoT 시대의 핵심이 될 것”이라고 강조했다.
본 연구는 고려대학교 심재원 교수팀의 주도로, 한국과학기술연구원(KIST), 동국대학교팀과 공동으로 진행되었으며 유기 광검출기의 초저잡음 특성을 극대화하여 고감도 적외선 감지 기술의 새로운 가능성을 열었다.
첫 번째 연구는 한국과학기술연구원(KIST)과 동국대학교와 공동연구로 진행되었다. 이 연구에서는 넓은 밴드갭을 갖는 새로운 전하 차단층 “3PAFCN” 설계를 통해 계면 간 효율적인 에너지 수준 정렬로 적외선 감지 성능을 극대화하고, 역 전하 차단을 통해 초저잡음 특성을 구현하여 기존 광검출기의 한계를 돌파했다. 이 기술은 다중 스펙트럼 환경에서 단일 픽셀 이미지를 구현하여 안개 및 흐린 환경에서도 우수한 선명도를 보였으며 이는 의료 영상, 자율주행, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
두 번째 연구는 고려대학교 화학과의 공동연구로 이루어졌다. 본 연구는 연속적인 유기 화학 도핑을 통해 좁은 밴드갭을 구현하여 1500 nm 적외선 파장대역을 유기 광검출기를 통해 검출하는 데 성공했다. 이뿐만 아니라, 좁은 밴드갭 물질의 원천적 한계인 높은 잡음 전류를 도핑 농도의 제어와 전하 터널링 메커니즘의 체계적인 분석을 통해 극도로 낮은 잡음 전류 얻어초저잡음 특성을 달성하며 차세대 광검출 기술의 상용화에 한 발짝 다가섰다.
두 연구는 모두 세계적 학술지인 Advanced Materials (Impact Factor: 29.4, JCR 상위 2.5%)에 2편의 논문이 2025년 4월, 5월에 각각 게재되었으며, 그 혁신성과 실용성을 인정받았다.
심재원 교수는 “이번 연구는 유기 광검출기의 성능을 획기적으로 개선하여 다양한 산업 분야에 적용 가능성을 열었다”며, “특히 의료 및 자율주행 자동차 분야에서 큰 변화를 가져올 것”이라고 밝혔다. 또한, “저전력, 고감도 센서 기술은 스마트 디바이스와 IoT 시대의 핵심이 될 것”이라고 강조했다.
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