LED 대체할 ‘차세대 광원’ 원천기술 개발
LED 대체할 ‘차세대 광원’ 원천기술 개발
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  • 승인 2008.02.13 00:00
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전자 권오대 교수팀…청색레이저 상용화 앞당겨
최근 높은 전력효율성으로 각광을 받고 있는 LED(발광다이오드)를 대체할 ‘차세대 레이저 광원’의 원천기술이 우리대학 연구팀에 의해 개발되었다.
전자전기공학과 권오대 교수와 박사과정 김영천 씨 팀은 기존 LED의 성능보다 우수한 청색의 ‘부드러운 3차원 수직공진형 광양자테(PQR : Photonic Quantum Ring) 레이저’를 최초로 개발했다.
이번에 개발된 기술은 기존의 LED가 갖고 있는 단점을 대폭 보완할 것으로 기대돼 더욱 눈길을 끈다. 기존 LED의 응답속도가 메가헤르츠를 넘기기 어려운데 비해 레이저는 수백 메가헤르츠에서 기가헤르츠급까지 빠른 응답속도를 보이고, 이 같은 응답속도는 고주파로 변조할 수 있어 조명기구는 물론 휴대폰이나 차세대 디스플레이 등 여러 분야에 활용될 것으로 기대된다.

수 마이크론 미만의 질화갈륨 광양자테 레이저가 벌집처럼 집적된 이 레이저는 일반 레이저가 가지고 있는 눈이 부시고 어른거리는 ‘스페클현상’도 없어 눈에 피로감을 주지 않을 뿐 아니라 ‘광파 질서’ 현상에 의해 마이크로~나노 암페어 급의 낮은 전류로도 구동돼 전력 소모가 적고 섭씨 150도를 넘어가도 안정적인 파장을 내보내는 등의 장점을 갖췄다.

또 연구팀은 기존에 잘 알려져 있던 2차원 ‘속삭이는 회랑’공진 대신 광양자테의 3차원 ‘속삭이는 동굴’ 공진을 이용, 레이저 활용의 큰 걸림돌이었던 재료의 ‘반사도’에 대한 민감도를 줄였다. 이에 따라 별도로 레이저 광원에 사용되는 웨이퍼가 아닌 기존 LED에 활용되는 웨이퍼를 그대로 활용할 수 있어 상용화 가능성을 한층 더 높였다.

연구팀은 “빛 추출 효율을 높이기 위해 표면을 변질하거나 깎는 등의 공정을 요하는 LED와 달리 레이저는 정규 소자공정을 사용, 표면공정으로 유발되는 문제도 없고 추가공정도 필요치 않아 소자신뢰도를 높이고 제작비용도 절감하는 효과가 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.
이번 연구는 한국광기술원 백종협 박사팀이 참여했으며, 과학기술부·한국과학재단의‘국가지정연구실’, 교육인적자원부의 ‘BK21’ 사업, 나노기술집적센터, 삼성전자, LG이노텍의 지원으로 이루어졌다.

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