[이데일리 김응열 기자] 성균관대는 에너지과학과의 정소희 교수 연구팀이 독성이 없는 친환경 소재인 ‘InAs’ 기반 양자점을 활용해 초고속 적외선 센서와 실시간 적외선 이미지 센서(카메라)를 잇달아 개발했다고 6일 밝혔다.

적외선 광센서는 어두운 밤이나 안개가 자욱한 환경에서도 물체를 정확히 식별할 수 있게 해주는 장치다. 자율주행 자동차의 ‘눈’이라 불리는 라이다(LiDAR)와 야간 보안 감시, 의료용 이미지 촬영 분야의 핵심 부품으로 꼽힌다.

하지만 기존에 사용되던 센서는 제작 비용이 비싸고 공정이 복잡하다는 단점이 있었다. 이를 대체하기 위해 연구되던 기존 양자점 센서는 인체에 해로운 ‘납(Pb)’ 성분을 포함하고 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해 정 교수 연구팀은 센서 내부에서 전기가 불필요하게 새어 나가는 ‘누설 전류’와 이로 인해 신호가 왜곡되는 문제에 주목했다. 연구팀은 소자 내부의 전기장을 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 설계 방식을 제안했다. 그 결과 누설 전류를 기존보다 1000배 이상 줄이는 데 성공했으며 빛을 감지하는 능력인 광검출도를 20배 이상 향상시켰다. 친환경 소자의 한계로 지적되던 느린 속도와 잡음 문제를 동시에 해결했다.

연구팀은 수만 개의 픽셀이 결합된 카메라 형태의 ‘적외선 이미저’도 세계 최초로 선보였다. 특히 연구팀이 개발한 표면 처리 기술을 적용하면 육안으로는 볼 수 없는 밤이나 안개 속에서도 물체를 선명하게 식별할 수 있다.

정 교수는 “앞으로 자율주행차뿐만 아니라 민간과 군사 분야를 아우르는 차세대 보안 카메라 시장에서 우리나라가 핵심 기술을 선점하는 데 기여할 것”이라고 말했다.