이지훈 교수(전자공학과) 연구팀, 차세대 광검출 기술 구현 성공

- Advanced Functional Materials (IF 18.5, JCR 상위 4.1%) 게재 -

모교 이지훈 교수(전자공학과) 연구팀이 광 프로그래밍 가능한 양·음 광전도성 이중 모드 광검출 시스템 개발에 성공했다. 이번 연구는 차세대 광 정보 통신 및 이미징 시스템의 핵심 기술로 주목받으며, SCI 국제 저명 학술지 Advanced Functional Materials(IF 18.5, JCR Q1, CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY 분야 상위 4.1%)에 최근 온라인 게재되었다.

차세대 광검출 기술구현에 성공한 이지훈 교수(전자공학과)

이번 연구에서 이 교수팀은 상향 변환(Up-Conversion) 나노입자와 페로브스카이트 소재를 결합한 이종구조(Nanoparticles/Perovskite Heterostructures)를 개발, 광의 파장 및 세기를 동시 인식 가능한 이중 모드 광검출(Dual-Mode Photodetection) 시스템을 구현했다. 특히 양성(PPC)·음성(NPC) 광전도 효과를 모두 제어할 수 있는 고성능 광프로그래밍 기술을 선보이며, 기존 단일 모드 검출기의 한계를 뛰어넘는 새로운 패러다임을 제시했다.

이 교수팀은 상향 변환층의 트래핑 효과와 결함 밀도 제어를 통해, 파장 및 광 강도 인식률 3.9 × 10⁵, 응답도(R) 최대 41.22 mA/W, 검출도(D*) 최대 3 × 10⁸ Jones라는 우수한 분광 성능을 확보했다. 이 기술은 사물인터넷(IoT), 메타표면 기반 광학 기기, 광 위조방지, 나노식별 태그 등 다양한 첨단 분야에 적용 가능성이 높다.

CSUCNP/페로브스카이트 광검출기 기반 이중 모드 인코딩 시스템. a) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기 기반 이중 모드 인코딩. b) 광전 변환 및 이미지 축적기 개략도. c) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기의 광 변조 테스트 수신 신호. d) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기 기반 이미지 축적기 시스템

a) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기 기반 이중 모드 인코딩. b) 광전 변환 및 이미지 축적기 개략도. 

c) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기의 광 변조 테스트 수신 신호. d) CSUCNP/페로브스카이트 광검출기 기반 이미지 축적기 시스템

이지훈 교수는 “이번 성과는 차세대 고집적 광전 소자의 핵심기술을 선도할 수 있는 기반을 마련한 것으로, 다양한 파장과 편광 정보를 실시간으로 처리할 수 있는 지능형 광소자 개발로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 광운대학교를 중심으로 중국 우한공과대학교(Wuhan University of Technology), 전자과학기술대학교(UESTC)와 공동으로 수행됐으며, 한국연구재단, 교육부 BK21 사업 및 광운대 중점연구소의 지원을 받아 진행됐다.

한편, 이지훈 교수는 SCI급 저널 180여 편 이상을 게재했으며, Nano-Micro Letters, Advanced Materials 등 30여 개 국제 저널의 리뷰어 및 에디토리얼 보드로 활동 중이다. 또한 다양한 국제 컨퍼런스에서 오거나이저와 위원으로도 활약하고 있다.

[논문 정보]

논문명 : Light-Programmable Positive-Negative Photoconductivity Dual-Mode Photodetection based on Up-Conversion Nanoparticles/Perovskite Heterostructures

저널 : Advanced Functional Materials (https://doi.org/10.1002/adfm.202511198)

출처 : 광운대학교 최신연구성과 (kw.ac.kr)