국내 연구진이 차세대 태양전지 소자인 페로브스카이트를 이용해 적은 전력으로 '꿈의 전자기파'로 불리는 테라헤르츠파의 세기를 조절할 수 있는 기술을 개발했다.
고도경 광주과학기술원 교수(사진) 연구팀은 페로브스카이트와 실리콘을 결합해 테라헤르츠파의 진폭을 변조할 수 있는 광소자를 개발했다고 8일 밝혔다.
테라헤르츠파는 1초에 1조번 진동하는 전자기파로, 인체에 무해하고, 투과성이 높아 문화재를 복원하거나 테러 물품을 찾는 등에 주로 활용되며, 의료영상이나 무선통신 분야에도 널리 적용되고 있다.
테라헤르츠파를 이용하려면 기계적으로 전자기파의 진행을 막거나 레이저를 반도체 기판에 쪼이는 등의 방법으로 진폭을 변조해야 한다. 이를 위해 주로 그래핀이나 메타물질, 유무기 화합물 등의 물질을 실리콘 반도체와 결합해 사용한다.
연구팀은 광흡수력이 좋고 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 광발전 효과가 우수한 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있는 페로브스카이트를 실리콘과 접합시킨 이중 구조의 광소자를 만들었다. 이 광소자는 기존 실리콘 소자에 비해 4분의 1 수준의 낮은 레이저 동작 세기로 테라헤르츠파를 발생시킬 수 있고, 진폭 변조도 자유롭게 할 수 있다.
또한 다른 광소자와 달리 자외선이 아닌 가장 풍부한 태양광 자원인 가시광선의 녹색 레이저광을 이용할 수 있는 장점이 있다.
고도경 교수는 "저전력으로 테라헤르츠파를 효율적으로 변조할 수 있어 의료영상과 무선통신 등에 활용돼 기존보다 적은 비용을 테라헤르츠파 변조 소자를 만들 수 있다"고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(11월 24일자)'에 실렸으며, 연구재단의 방사선기술개발사업의 지원을 받아 연구가 수행됐다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
