숭실대 이호진 교수팀 메타원자 분자화 기술 이용 능동형 테라헤르츠 필터 개발

[미디어펜=최주영 기자]숭실대학교는 IT대학 전자정보공학부 이호진 교수(사진 좌측)와 공과대학 화학공학과 강문성 교수 및 학생연구진이 작성한 논문이 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스’ 8월 최신호에 권두삽화 논문으로 온라인 게재되었다고 4일 밝혔다.

숭실대학교 이호진 교수와 강문성 교수가 교신저자로, 연세대학교 최현용 교수 (전기전자공학부)와 성균관대학교 조정호 교수 (신소재공학부)가 공동저자로 참여한 '전기적으로 컨트롤이 가능한 메타원자의 분자화 기술'이라는 제목의 논문에서 연구팀은 전기적으로 전도율이 조정되는 그래핀 도선을 메타물질 원자 구조 간에 상호 연결시킴으로써, 메타물질 배열 내 원자 상태와 분자 상태를 능동적으로 제어할 수 있는 시스템을 개발했으며, 이를 통해 테라헤르츠 대역에서 주파수 위치를 변조할 수 있는 기술 연구에 성공했다.

 

테라헤르츠파는 미국 나사에서 처음 발견한 파형으로 인체에 무해하면서 투과성을 가진 파동이며, 기존 LTE 통신 기술보다 1,000배 이상의 넓은 주파수 대역을 가지고 있어, 차세대 5G통신뿐만 아니라, 의료, 보안, 식품, 바이오 등 다양한 분야에서 각광받고 있는 주파수 대역이다. 현대자동차 등에서도 도장 이후 차체 내부 결함 등을 확인하는데 사용하고 있다. 

유럽과 미국 등을 중심으로 활발히 연구 개발되고 있는 분야로 현재까지 테라헤르츠파의 주파수 및 위상을 전기 능동적으로 선택하거나 효과적으로 변조할 수 있는 기술은 아직까지 개발이 미비한 수준이다.

연구팀은 이와 같은 한계를 “메타물질의 분자화”라는 새로운 개념을 도입하여 테라헤르츠파의 주파수 및 위상 변조가 전기적으로 조정 가능함을 실험적으로 증명하였으며, 이를 간단한 공정을 통한 박막(薄膜)전자소자형태로 구현하여 상용화가 가능할 수 있음을 입증했다.

해당 연구는 삼성미래기술육성사업의 단독지원으로 수행됐다. 연구책임자인 이호진 교수는 연구 성과의 의의에서 “이번에 제안된 기술 및 방향이 효과적으로 개발된다면, 차세대 테라헤르츠 시스템을 구성하는 주파수 조정 기술의 좁은 변조 범위 및 낮은 스위칭 특성, 높은 테라파 손실 등의 문제들을 극복할 수 있을 것으로 예상되며, 테라헤르츠파 기반의 초광대역 통신 기술 및 비파괴 영상 시스템의 기술 개발 및 상용화를 한층 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 했다.