1V 이하 전압으로 광 변조 소자를 동작 중인 광주과학기술원(GIST) 송영민(왼쪽) 교수와 고주환 연구원 [한국연구재단 제공]

국내 연구진이 매우 낮은 전압으로 빛 신호를 효과적으로 변화시킬 수 있는 새로운 소자 개발에 성공했다.

한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 전자전기컴퓨터공학부의 송영민 교수와 호주 멜버른대 전기전자공학과의 김세정 교수 공동 연구팀이 능동물질을 활용해 1V 이하의 전압만으로 빛을 조절하는 새로운 구조의 광 변조 소자를 개발했다고 22일 밝혔다.

최근 빛과 능동물질의 융합을 기반으로 한 광 변조 소자의 발전이 가속화되고 있다. 하지만 능동물질을 이용한 광변조(optical modulation) 기술은 제한된 재료의 특성으로 높은 동작 전압이 필요하고, 정해진 공간 안에서 빛을 효과적으로 제어하기 위한 마이크로미터·나노미터 규모의 구조체가 필요하다는 한계가 있었다.

연구팀은 광 변조 소자의 효율을 높이기 위해서는 저전압 동작에서 광 변조를 가능하게 하는 새로운 구조와 재료가 필요하다는 데 착안, 단순한 구조 설계로 능동물질과 빛 간의 강한 상호작용을 유도하는 스위치 소자 개발에 성공했다.

저전압으로 빛을 제어할 수 있게 되면서 향후 광학메모리와 광학적 뉴로모픽 소자 활용도 가능할 것으로 예상되고 있다.

송 교수는 “기존 광 변조 소자의 낮은 변조율 문제와 공정 효율성을 동시에 해결하는 새로운 구조의 능동 광소자를 개발한 것”이라 고 밝혔다.

연구재단 개인연구사업 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 4일 재료분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 온라인판에 게재됐다. 구본혁 기자