성균관대학교 정소희 교수 연구팀이 독성 없는 소재를 활용한 양자점 기반 적외선 센서와 카메라를 개발해 상용화 가능성을 입증했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 인듐비소(InAs) 양자점을 활용해 초고속 적외선 센서와 실시간 적외선 이미지 센서를 구현했다. 기존 센서는 높은 비용과 복잡한 공정, 납(Pb) 기반 소재 사용 등 한계가 있었지만, 이번 연구는 친환경 소재를 적용해 이를 개선했다.

적외선 센서는 자율주행차의 라이다와 야간 보안, 의료 영상 등에 활용되는 핵심 부품이다. 어두운 환경에서도 물체를 식별할 수 있어 차세대 ‘눈’으로 불린다.

연구팀은 전기 신호가 새어 나가는 ‘누설 전류’ 문제를 해결하기 위해 소자 내부 전기장을 정밀하게 제어하는 구조를 설계했다. 이를 통해 누설 전류를 기존 대비 1000배 이상 줄이고, 광검출 성능은 20배 이상 향상시켰다.

또 수만 개 픽셀을 결합한 적외선 이미저를 세계 최초로 구현해 실험실 단계를 넘어 실제 카메라 구동 가능성을 확인했다. 이 기술은 야간이나 안개 환경에서도 물체를 선명하게 인식할 수 있어 보안과 자율주행 분야 활용이 기대된다.

정 교수는 “친환경 양자점 기술이 실제 산업에 적용 가능한 이미지 시스템 단계로 발전했다”며 “보안과 자율주행 등 다양한 분야에서 핵심 기술로 활용될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며, 결과는 Nature Communications와 Nano Letters에 게재됐다.