나노구조 이용한 신개념 포토닉스 광원·광제어 기술개발

미래창조과학부와 한국연구재단은 3차원 나노구조를 이용해 신개념의 반도체 포토닉스 광원·광제어 기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 조용훈(48) 교수를 1월의 과학기술자상 수상자로 선정했다고 7일 밝혔다.  

조교수는 반도체 3차원 나노구조를 이용해 한 방향으로만 빛을 전달하는 광자 다이오드, 초고속 단일 광자 발생기, 형광체 없이 다양한 색의 빛을 내는 발광소자 등 기존 방법으로는 구현하기 어려운 광원과 광제어 기술을 개발한 점을 인정받았다. 

빛 신호를 한 방향으로만 전달하는 광자다이오드는 차세대 초고속 광집적회로 분야에 필수적인 광소자이며, 단일 광자 발생기는 빛의 최소단위 입자인 광자를 한 번에 하나씩 발생시키는 장치로 차세대 양자정보통신의 핵심 광원으로 꼽힌다.

기존 광반도체 소자는 제작이 편리한 2차원 평면구조가 주로 이용됐으나 조 교수는 광반도체를 나노 크기의 3차원 구조로 제작하고 입체적 특징을 이용해 위치에 따라 에너지와 발광 색이 다른 다양한 구조의 소자들을 개발했다.

그는 이를 토대로 축 방향으로 에너지가 연속적으로 변하는 나노막대를 이용한 광자 다이오드, 3차원 구조의 꼭짓점에 양자 점을 형성시킨 초고속 단일 광자 발생기, 형광체 없이 다양한 색을 내는 무형광체 백색 LED 등을 주도적으로 개발했다.  

조 교수는 이런 성과를 바탕으로 최근 3년간 네이처 포토닉스(Nature Photonics), 피지컬 리뷰 레터스(PRL) 등 국제학술지에 45편의 논문을 내고 이 중 5편이 표지 논문으로 선정됐으며 지금까지 200편 이상의 국제 논문을 발표했다.

이달의 과학기술자상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하는 제도로 미래부는 1997년 4월부터 매월 1명을 선정해 시상하고 있다.