(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 빛을 반도체 칩 안에 가두고 제어하는 광 반도체 소자의 집적도를 100배 이상 높이는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 김상식 교수 연구팀이 광반도체 소자의 집적도를 100배 이상 높일 수 있는 새로운 광 결합 메커니즘을 발견했다고 19일 밝혔다.
하나의 칩당 구성할 수 있는 소자 수의 정도를 집적도라 한다. 이 집적도가 높을수록 많은 연산을 할 수 있고 공정 단가도 낮아진다.
하지만 광반도체 소자의 집적도를 높이기는 매우 어렵다.
기존 연구에서는 특정 편광에서만 빛의 혼선을 줄여줄 수 있다고 나타났다.
이에 연구팀은 이번 연구에서 새로운 광 결합 메커니즘의 발견으로써 기존에는 불가능이라 여겨졌던 편광 조건에서도 집적도를 높이는 방법을 개발했다.
김상식 교수는 “이번 연구가 흥미로운 건 기존에는 오히려 빛의 혼선을 크게 해줄 거라고 여겨졌던 누설파(빛이 옆으로 잘 퍼지는 특성을 가짐)를 통해 역설적으로 혼선을 없애준 점"이라며 "이번 연구에서 밝혀진 누설파를 이용한 광 결합 방법을 응용한다면 더욱 작고 노이즈가 적은 다양한 광반도체 소자를 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.
김 교수는 광반도체의 집적도에 있어서 전문성과 연구 업적을 인정받는 연구자다. 선행 연구를 통해 반도체 구조물을 파장보다 작은 크기로 패턴화해 빛이 옆으로 퍼지는 정도를 제어할 수 있는 무손실 메타물질을 개발했고, 실험을 통해 이를 입증해 광반도체 집적도에 있어서 세계적인 기록을 보유하고 있다.
이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구 사업 및 미국국립과학재단(NSF)의 지원을 받아 수행됐다.
김 교수가 미국 텍사스 공과대학 재직 당시 지도하던 학생들과 함께한 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘라이트: 사이언스 앤 애플리케이션(Light: Science & Applications)’에 지난 2일 게재됐다.
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