경제/산업
인천대 진성훈 교수, 탈부착 형 유연 페로브스카이트 ‘광검출기 어레이’ 개발 성공
자율주행 및 메타버스 핵심 센서 기술 단초 마련
기사입력: 2022/05/04 [13:28]  최종편집: ⓒ ebreaknews.com
박상도 기자
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▲ 인천대 전자공학과 진성훈 교수     © 박상도 기자

(브레이크뉴스인천 박상도 기자) 인천대학교 전자공학과 진성훈 교수 연구팀이 자율주행 차량의 요소기술인 라이다(LiDAR) 및 메타버스(Metaverse) 기반의 가상/증강 (VR/AR)현실 구현을 위한 핵심기술인 탈부착 가능한 유연 페로브스카이트 기반의 광검출기 어레이(photo detector arrays)기술을 처음으로 개발하는 데 성공했다.

 
자외선(UV)영역에서 근적외선(NIR)영역까지 하나의 단일 소재로 감지 가능하며, Si 기술과 호환성을 가지는 반도체 개발의 필요성이 부각 되고 있었으나, 다중대역 광검출기(broadband photo-detectors)개발은 현실적으로 어려움이 많았다. 

 
최근 페로브스카이트 반도체를 기반으로 문제해결의 가능성을 보여주고 있으나, 인체에 유해한 납(Pb)을 포함하며, 신뢰성 문제로 연구개발에 난항을 겪고 있었다.

 
진성훈 교수연구팀은 납을 포함하지 않으면서, 신뢰성을 크게 개선한 무납 세슘계열 페로브스카이트(Cs2SnI6)기반의 다중대역 광검출기를 유연기판 위에 구현했다.

 

▲ 전자공학과 개발이미지     © 박상도 기자

시스템 레벨의 집적화를 위해서 필요한 폼팩터(formfactor) 개선을 위한 노력으로, 마이크로 LED 광원과 물리적으로 탈부착이 가능한 “탈부착형 유연페로브스카이트 광검출기 어레이” 기술을 개발했다.

 
연구 성과는 납이 첨가되지 않은 친환경 페로브스카이트 개발 및 이를 기반으로 한 대면적 소자 제작 및 광검출기 어레이 응용 기술로서, IoT, 가상/증강현실 구현을 위해서 필요한, 새로운 광검출기를 내장한 시스템에 폭넓게 활용될 수 있다는 점에서 중요성이 대두된다.


연구는 진성훈 교수가 교신저자로, 본 연구실 소속인 모쿠랄라 크리쉬나 연구원과 김승엽 박사과정 연구원이 공동 제1 저자로 참여했다.

 
진교수는 “신규장점을 극대화하고, 기존의 Si 기반 시스템과 새롭게 연계하는 폼팩터 조절기술을 활용해서, Si 후속 공정에서 요구되는 광학적 연결기술 및 바이오 이미징 분야에도 새롭게 접목될 수 있다”라며 앞으로 활용성의 기대를 보여주고 있다.

 
이번 연구는 한국연구재단(NRF) 중견연구자사업 및 중점연구소(매개곤충융복합센터)의 지원으로 수행됐으며, 국제 권위 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF 30.84)’ 에 최근 정식 출간 게재되어, 학술적인 우수성을 인정받았다.


*아래는 위 기사를 ‘구글 번역’으로 번역한 영문 기사의 [전문]입니다.‘구글번역’은 이해도 높이기를 노력하고 있습니다. 영문 번역에 오류가 있을 수 있음을 전제로 합니다. <*The following is [the full text] of the English article translated by 'Google Translate'. 'Google Translate' is trying to improve understanding. It is assumed that there may be errors in the English translation.>


Incheon University Professor Seong-Hoon Jin succeeds in developing a removable flexible perovskite ‘photodetector array’
Laying the groundwork for core sensor technology for autonomous driving and metaverse
-Break News Incheon Reporter Park Sang-do


A research team led by Professor Seong-Hoon Jin of the Department of Electrical Engineering at Incheon National University has developed a flexible, detachable perovskite-based technology for realizing virtual/augmented (VR/AR) reality based on LiDAR and Metaverse, which are elemental technologies of autonomous vehicles. He succeeded in developing the first photo detector arrays technology.

 
It is possible to detect from the ultraviolet (UV) region to the near-infrared (NIR) region with a single material, and the need to develop a semiconductor compatible with Si technology has been highlighted, but it is practically difficult to develop broadband photo-detectors. there were many

 
Recently, although perovskite semiconductors have shown the potential to solve problems, they contain lead (Pb), which is harmful to the human body, and are experiencing difficulties in research and development due to reliability problems.

 
Professor Seong-Hoon Jin's research team implemented a lead-free cesium-based perovskite (Cs2SnI6)-based multi-band photodetector on a flexible substrate that does not contain lead and has greatly improved reliability.


In an effort to improve the form factor required for system-level integration, we developed a “removable flexible perovskite photodetector array” technology that can be physically attached to and detached from a micro LED light source.

 
The research result is lead-free eco-friendly perovskite development, large-area device manufacturing and photodetector array application technology based on it, and it is necessary for the realization of IoT and virtual/augmented reality. It is important because it can be widely used.


The research was conducted by Professor Seong-Hoon Jin as the corresponding author, and Researcher Mokurala Krishna and Ph.

 
Professor Jin said, “Maximizing the advantages of the new perovskite semiconductor and utilizing the form factor control technology that is newly linked with the existing Si-based system, it can be newly applied to the optical connection technology and bio-imaging field required for the Si follow-up process. There is,” he said, showing expectations for future use.

 
This research was carried out with the support of the National Research Foundation (NRF) mid-tier researcher project and key research center (Insect Convergence Center). Recognized for academic excellence.

 

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