차세대 반도체 소재인 이황화몰리브덴(MoS₂)으로 제작된 스마트 이미지 센서 모식도. [연세대 제공]

[헤럴드경제=채상우 기자] 국내 대학 연구팀이 사람의 눈과 같이 갑작스러운 환경 변화에도 빠르게 적응해 물체를 식별할 수 있는 이미지 센서 기술을 개발했다. 자율주행차 등 신사업에 적응할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

26일 연세대에 따르면 안종현 연세대 전기전자공학부 교수 연구팀은 2차원 반도체(원자 여러 개 두께의 얇은 반도체) 소재인 이황화몰리브덴(MoS₂)의 독특한 광학적 특성을 이용해 인간 망막을 흉내 낸 ‘스마트 이미지 센서’ 기반 기술을 고안했다.

이황화몰리브덴은 투명성과 높은 전하 이동속도 등 물리·화학적 특성이 우수한 데다 박막화가 쉽고 잘 휘어져 차세대 초박막 반도체 소재로 주목받는 물질이다.

연구팀은 이황화물리브덴을 활용한 2차원 반도체로 제작한 스마트 이미지 센서는 사람의 눈처럼 주변의 조도에 빠르게 적응해 물체를 잘 식별해낼 수 있다고 설명했다.

연구팀에 따르면 기존의 실리콘 CMOS(상보형 금속산화반도체) 기반 이미지 센서는 동적 범위(식별 가능한 범위 내의 가장 밝은 부분과 어두운 부분의 비율)가 70㏈(데시벨) 수준에 불과하다. 이는 280㏈ 수준으로 동적 범위가 매우 넓은 자연광을 정확히 표현하는 데 어려움이 있다는 것이다.

반면 스마트 이미지 센서는 167㏈ 수준의 넓은 동적 범위를 가져 더 넓은 광도 범위에서 물체 인식이 가능하다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 “이 기술은 이미지 센서의 복잡한 회로와 동작 알고리즘을 간소화할 수 있어 자율주행 자동차와 고속 생산조립라인 등에 필요한 고성능 광학 센서에 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구는 한국연구재단의 ‘리더 연구자 사업지원’에 따라 홍콩이공대의 차이 교수 연구팀과 공동 연구로 진행됐으며, 안 교수와 박사과정을 밟고 있는 김범진·후앙 안투안 씨가 참여했다. 연구 논문은 세계적 학술지인 ‘네이처 일렉트로닉스’에 이달 3일 온라인 게재됐다. 이달 8일 학술지 ‘네이처’에 ‘연구 하이라이트(Research Highlight)’로도 소개됐다．