표준연, ㎔ 활용 `반도체 집적회로` 더 작게…

'고유전율 물질' 측정기술 개발
초소형 바이오·이미지 센서 적용

한국표준과학연구원은 전자파센터 홍영표 박사팀과 영국 국립물리연구소(NPL)가 공동으로 테라헤르츠파(㎔)를 이용해 '고유전율 물질'을 정밀하게 측정, 물질 특성을 파악하는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

테라헤르츠파는 마이크로파와 적외선 사이의 주파수 대역(0.3∼3㎔)으로, 비전도성 물체에 대한 투과성이 높으면서 인체에 무해해 반도체, 시설, 의료, 보안 등 다양한 산업 분야에 폭넓게 활용되는 '꿈의 전자기파'로 불린다.

산업분야에서 테라헤르츠파를 사용하려면 투과 대상의 '전자파 물질상수'를 정밀하게 측정해야 한다. 하지만 고유전율 물질(유전율 40 이상)은 측정 과정에서 반사파가 많이 발생해 정확한 물질상수 측정이 어려웠다. 이 때문에 기존 전자파를 활용한 물질상수 측정은 주로 낮은 유전율 물질을 대상으로 이뤄져 왔다.

물질상수는 일정한 파장을 갖는 전자파가 측정물질을 통과할 때 얻어진 반사·투과 특성을 측정해 나온다.

연구팀은 일정한 시간 영역에서 반사파가 제거된 자유공간 응답 특성을 얻는 기술로, 고유전율 물질의 정확한 물질상수 값을 도출하는 데 성공했다. 고유전율 물질을 이용하면 반도체 집적회로를 더 작게 만들 수 있고, 초소형 바이오·이미지 센서 개발 등에 활용할 수 있다.

홍영표 박사는 "지금까지 명확히 밝혀지지 않은 테라헤르츠파 주파수 대역에서 측정물질의 유전율 특성을 안정적으로 측정할 수 있게 돼 반도체 집적회로 설계뿐 아니라 식품 안전관리, 의료영상, 보안, 안전보조 영상장비 등에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 영국 공학기술학회의 '일렉트로닉스 레터스(4월호) 표지논문'에 실렸다.

대전=이준기기자 bongchu@