투명하고 구부러지는 초박막 이미지 센서 기술 개발

英 옥스퍼드·케임브리지 연구팀, 렌즈 없는 카메라 등에 적용

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 1나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 이하 두께의 투명하고 구부러지는 이미지 센서 기술이 개발됐다.

연구팀이 개발한 이미지센서 용 광메모리셀 모식도

렌즈 없는 카메라나 인공박막 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

옥스퍼드대학(손정인·차승남 교수)과 케임브리지대학(김종민 교수) 공동 연구팀은 '이황화몰리브덴'을 이용해 이미지센서 핵심 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이미지 센서는 디지털 카메라, 스마트폰 등에서 빛의 색깔, 세기 등을 인식해 우리가 실제로 보는 사진 형태로 변환하는데 필요한 핵심 부품이다.

현재 카메라에 탑재되는 이미지 센서는 대부분 실리콘 기반으로 딱딱한 기판 위에 만들어진다.

연구팀은 차세대 반도체 소재로 주목받는 이황화몰리브덴을 두께 0.8나노미터의 단일 분자로 합성해 이미지센서에 적용할 수 있는 광메모리셀을 개발했다.

이황화몰리브덴은 두께가 원자 한 층 수준으로 얇고 밴드갭(band gap·전자의 에너지 차이)이 있어 전기·화학적 특성이 우수한 2차원 반도체의 대표적인 물질이다.

이번에 개발한 광메모리셀에 컬러필터를 이용하면 최대 36비트의 컬러(680억가지 색) 표현이 가능하다.

연구팀은 이황화몰리브덴에 높은 전압을 가해 이황화몰리브덴 내 전자를 기판으로 이동시킨 뒤, 다시 빛에 노출 시켜 기판에 갇혀있던 전자가 이황화몰리브덴 안으로 다시 돌아오도록 만들었다.

돌아온 전자의 양은 빛의 세기나 노출 시간에 비례한다는 사실을 이용, 이미지 정보를 읽고 저장하는 데 성공했다.

손정인 박사는 "이번에 개발한 광메모리셀은 기존 반도체 물질에 비해 빛을 효율적으로 받아들일 수 있어 투명하고 구부러지는 초고감도 이미지 센서 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

왼쪽부터 차승남 교수·손정인 박사·이주원 학생(제1저자)·김종민 교수

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난 24일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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