[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 서울시립대학교와 동아대학교 교수 공동 연구팀이 P형과 N형 동작을 동시 구현해, 저전압에서도 근적외선을 고감도로 감지하는 유기 광트랜지스터를 개발했다고 28일 밝혔다.

김혁 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 교수와 이용주 동아대 반도체학과 교수가 이끈 이번 연구 결과는 와일리가 발행하는 피인용지수(IF) 12.1의 국제 학술지 '스몰'에 지난 4월 27일 게재됐다.

이번 논문은 노화평·스와루프 비스와스 연구원이 공동 제1저자로, 이 교수가 공동저자로 참여했으며, 김 교수는 교신저자를 맡았다.

근적외선 기반 센싱 시스템에서는 미세 광신호를 높은 감도로 검출하면서도 낮은 전압에서 안정 구동할 수 있는 기술이 중요하지만, 기존 유기 광트랜지스터는 높은 구동전압과 낮은 전하 이동도 등의 한계가 있었다.

연구팀은 근적외선 흡수 특성이 우수한 와이식스(Y6) 유기반도체와 고유전율 산화알루미늄 절연층으로 저전압 구동을 구현하고, 옥타데실포스폰산 단분자막을 통해 계면 결함을 줄여 Y6의 분자 배열과 결정성을 향상했다.

이를 통해 ±5V 이하에서 안정적으로 근적외선 검출이 가능한 고감도 양극성 유기 광트랜지스터를 구현하고, 이를 이용해 실시간으로 변화하는 근적외선 신호를 감지하는 데도 성공했다.

특히 손가락 움직임에 따라 근적외선 레이저가 반복적으로 차단될 때 이를 전류 신호 변화로 명확히 검출해 냈다.

이러한 특성은 향후 ▲라이다 ▲비접촉 모션센서 ▲웨어러블 광센서 등 차세대 근적외선 센싱 시스템에 응용될 것으로 기대된다.

김 교수는 "이번 연구는 낮은 구동 전압과 고감도 근적외선 검출을 동시 구현해 차세대 광센서의 실용화 가능성을 높였다"며 "향후 피지컬 AI(인공지능)를 비롯한 지능형 센싱 분야에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528