국내 연구진이 스마트폰, 태블릿 PC의 통신 속도를 1,000배 빠르게 하는 원천 기술을 개발했다.
김경록(39) UNIST(총장 조무제) 교수(전기전자컴퓨터공학부) 연구팀은 실리콘 소자에서 테라헤르츠(Terahertz) 대역의 초고주파가 동작하는 것을 세계 최초 입증했다. 또 이를 이론화하고 도표화해(붙임 1 참조) 테라헤르츠 대역의 상용화를 이끌 원천 기술을 개발했다.
김 교수의 논문은 29일(화) ‘국제전기전자공학회(IEEE)’가 선정한 ‘Best Paper’로 국내 연구기관에서 유일하게 선정됐다.
실리콘 소자는 모든 전자기기의 핵심부품인 반도체에 주로 사용된다. 고가의 ‘화합물 반도체 소자’에 비해 전자의 이동 정도가 현저히 낮아 지금까지 초고주파 소자로는 사용이 불가능한 것으로 알려졌다.
김 교수는 이를 극복하고자 나노 기술을 활용해 소자 내 전자가 개별적으로 이동하는 것이 아니라 집단으로 뭉쳐 이동하도록 조정해 전자의 이동 정도를 향상시켰다.
그 결과 스마트폰, 태블릿 PC 등 소형 전자기기에서 주로 사용하는 기가헤르츠 대역의 1,000배에 이르는 테라헤르츠 대역을 실리콘 소자에 적용시켰다.
김 교수는 “널리 사용되고 있는 실리콘 소자에 다른 연구진이 구현하지 못하는 테라헤르츠 대역을 적용시켰다”라며 “남들이 불가능하다고 여기는 연구에 도전해 테라헤르츠 상용화의 길을 열어 의미가 크다”라고 말했다.
이 기술을 상용화하면 공항 보안 검색에서 금속뿐만 아니라 플라스틱, 음식물 등을 육안으로도 식별 가능하다. 또 작고 이동 가능한 검출기를 통해 가공 식품 내 이물질도 검출할 수 있는 등 실생활에 다양하게 적용 가능하다.
이번 연구는 미래창조과학부(장관 최양희)의 미래융합파이오니어사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국내 특허와 국제특허협력조약(PCT)을 통해 국제 특허로 출원됐다.
IEEE는 14개 연구 분야 전 세계 300여편의 제출 논문 중 총 10개 논문을 선정(김경록 교수 논문 포함)했고, “차세대 나노전자소자 분야”에서 김경록 교수의 논문이 선정됐다.
선정 결과는 다음 달 19일부터 3박4일간 캐나다 토론토에서 개최되는 ‘나노테크놀로지학회(IEEE NANO)’에서 MIT, 조지아텍, 펜실베니아대 등 해외의 유명 대학들과 함께 공식 발표될 예정이다.(붙임 2 참조) ‘IEEE NANO’는 NANO라는 keyword를 갖는 연구 분야를 망라하는 세계적인 권위의 국제학술대회이다.
