인도 과학자, 실리콘 장치에 활용 가능한 새로운 적외선 기술 개발

2023-01-12

자와할랄 네루 첨단과학연구센터(Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research, JNCASR) 연구진은 질화갈륨(GaN) 나노구조를 활용하여 처음으로 적외선 발광 및 흡수에 성공했다고 과학기술부(Ministry of Science and Technology)가 전했다. 질화 갈륨(GaN)은 매우 단단하고 기계적으로 안정된 반도체(Semiconductor)로 질화 갈륨(GaN) 기반의 전력 소자는 강력한 파괴 강도, 빠른 전환 속도, 높은 열전도율, 낮은 온도저항을 가지고 있어 실리콘 기반 소자보다 월등히 우수하다고 평가되고 있다.

상업적으로 이용 가능한 LED와 레이저 다이오드를 통해 질화 갈륨(GaN)의 가시광선 및 자외선 응용 분야는 이미 활용되고 있지만, 적외선(IR) 광채집이나 적외선(IR) 광학 소자 개발을 위한 질화 갈륨(GaN)의 활용은 아직 부족한 실정이다.

과학기술부(MST)는 지난 25년 동안 질화 갈륨(GaN)을 활용한 파란색 LED는 우리의 세계를 크게 변화시켰으며, 질화 갈륨(GaN)에서 방출되는 청색광은 잘 알려져 있지만, 적외선 광학에서 질화 갈륨(GaN)의 활용은 아직 보편화 되어 있지 않다고 전했다. 이번 연구는 적외선 나노광학 응용에서 질화 갈륨(GaN)을 활용하는 새로운 경로를 보여주며, 인도 과학자들이 증명한 적외선 표면 폴라리톤* 여기(Surface Polariton Excitations)를 반도체에도 활용할 수 있다고 전했다.

자와할랄 네루 첨단과학연구센터(JNCASR) 과학자들은 질화 갈륨(GaN) 나노 구조를 만들기 위해 분자선 에피택시(epitaxy) **라고 불리는 특수한 물질 장치를 사용했다. 우주 공간 조건과 유사한 초고진공(Ultra-High Vacuum)을 이용해 사람 머리카락 너비의 약 100만배 작은 치수의 고품질 소재 나노 구조체를 개발하였다.

자와할랄 네루 첨단과학연구센터(JNCASR) 비바스 사하(Bivas Saha)교수는 "이번 연구는 에너지, 보안, 이미징, 기타 애플리케이션에 대한 적외선(IR) 소스 및 탐지 관련 수요를 해결하는 데 큰 도움이 될 것입니다."라고 말했다.

이러한 최첨단 재료는 전자 장치에 몇 가지 이점을 제공하는 폴라리톤(polariton) 기반 장치 생성을 가능하게 한다. 편광 기술은 안전한 고속 광기반 통신(high-speed light-based communication, LiFi), 차세대 광원, 태양 에너지 변환기, 양자 컴퓨터, 폐열 변환기(waste-heat converters)와 같은 광범위한 응용 분야에 포함되기도 한다.

* 빛과 전자의 두 성질을 가진 입자의 명칭

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=756851&cid=50324&categoryId=50324

** 어떤 결정의 특정면 위에 다른 종류의 결정의 특정면이 외견상 붙어 서로 겹쳐서 성장하는 현상

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2301355&cid=60227&categoryId=60227

Source: https://www.tribuneindia.com/news/nation/scientists-develop-new-infra-red-technology-for-defence-and-other-fields-that-can-outperform-silicon-devices-464126