DGIST 조창희 교수
DGIST(총장 신성철)가 나노소재를 새롭게 디자인해 반도체 물질 고유의 빛 흡수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 새로운 신물질 디자인 기술을 개발했다.
DGIST 신물질과학전공 조창희 교수 연구팀은 DGIST 나노·에너지융합연구부 백성호 박사와 학·연 공동연구로 반도체 실리콘 물질의 나노구조 배열의 디자인을 통해 넓은 빛 에너지 범위에서 빛을 제어하고, 높은 광흡수 효율을 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 반도체 물질에 주기적인 나노구조를 적용함으로써 넓은 에너지 범위에 걸쳐 빛과 물질이 다중적인 공명 현상을 일으킬 수 있고, 이를 통해 물질 고유의 광흡수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 규명했다.
기존의 단순한 반도체 나노구조는 광흡수 효율이 향상되는 빛의 에너지 대역이 좁은 문제가 있었으나 연구팀은 빛의 진행 방향으로 주기성을 갖는 반도체 나노구조의 배열을 통해 넓은 에너지 범위에서 광흡수 효율을 제어할 수 있음을 증명했다.
이번 연구 결과는 물질 고유의 특성으로 알려져 있는 광흡수 효율을 원하는 대로 조절할 수 있고, 이를 활용해 새로운 기능을 갖는 다양한 광소자 개발이 가능하다는 점을 시사하고 있다.
신물질 디자인 기술을 통해 확보한 물질의 광흡수 제어 기술은 반도체 기반의 광전소자 개발 등 다양한 분야에 적용이 가능해 고성능 광센서나 높은 효율의 태양전지 기술 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
DGIST 신물질과학전공 조창희 교수는 "이번 연구는 물질의 광학적 흡수 성질을 보다 능동적으로 제어할 수 있는 새로운 아이디어를 증명한 혁신적인 연구"라며 "고감도 광센서 및 고효율 태양전지 소자 개발을 위한 중요한 실마리를 제공할 것으로 생각한다"고 말했다.