인하대 연구팀 게르마늄 광소자 개발…초소형 광컴퓨터 생산도 가능

인하대는 전자공학과 소속 연구팀이 게르마늄을 이용한 레이저를 개발했다고 19일 밝혔다.

김대익(24), 치부조켄넷(35) 전자공학과 석사과정생과 싱가포르 난양공대 남동욱(전 인하대 전자공학과 교수) 교수 연구팀은 4족 원소(티타늄, 게르마늄, 하프늄, 러더포듐) 중 빛을 방출하는 성질이 상대적으로 뛰어난 게르마늄을 마치 고무줄처럼 늘려 빛 방출 효율을 개선하는 방안을 제안했다.

이 같은 내용을 담은 논문 ‘고도로 팽창변형된 게르마늄 나노와이어에서의 낮은 임계 광 펌핑으로 인한 레이징 현상’는 '네이처' 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스' 온라인판 최신호에 게재됐다.

연구팀은 늘어난 게르마늄 나노 선을 극저온 상태로 만들어 게르마늄 내 빛 손실을 최소화했다. 실험을 통해 게르마늄이 빛을 직접 증폭하는 것이 가능하다는 점을 증명했다.

기존 방식에 비해 수 십 배 이상 낮은 전류로도 레이저 구동이 가능하다는 점도 확인했다.

연구팀은 게르마늄 레이저가 적외선 영역의 빛을 내놓기 때문에 초소형 적외선 바이오 센서를 가능하게 하고 웨어러블 소자 대량생산에도 기여할 것으로 보고 있다.

이번 연구에 참여한 김대익씨는 “게르마늄과 같은 4족 원소를 기반으로 한 물질은 빛의 방출 효율이 낮고 빛의 증폭 현상을 구현하기 힘들어 고효율 광컴퓨터용 레이저로 개발이 불가능하다고 여겨왔다”며 “앞으로 광컴퓨터 개발 등에 큰 기여를 하게 될 것”이라고 말했다.

[e-mail] 한갑수 기자

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