10억배향상된마이크­로파검출기개발

삼성지원포스텍연구팀­네이처게재100경분­의1와트로이론적한계­도달

AJU Business Daily - - SOCIETY - 윤정훈기자yunri­ght@

삼성미래기술육성사업­이지원한 포스텍물리학과이길호 교수 연구팀이 마이크로파 세기를 이론적한계인1초간 측정기준 1토와트(100경분의 1와트)수준으로 검출할 수있는 초고감도 검출기를 개발했다.

이연구 결과는 차세대양자정보기술 상용화를위한 원천연구로인정받아 지난달 30일 국제학술지‘네이처’에게재됐다.

4일삼성전자에따르면­이연구는미국 레이시온비비엔 社, 하버드대학교, 매사추세츠 공과대학교,스페인바르셀로나과학­기술연구소,일본물질재료연구기구­와공동으로진행됐다.마이크로파는전자기파­의한 종류로 전자레인지를 비롯해 이동통신,레이더등다양한과학분­야에활용되는원천기술­이다.

최근에는 양자컴퓨팅, 양자정보통신 등 양자정보기술에도활용­가능하다고알려졌다.

현재마이크로파 검출기로 사용되는볼로미터는마­이크로파흡수 소재, 흡수한마이크로파를열­로바꿔주는 소재, 발생한열을전기저항으­로변환하는 소재로 구성되며, 전기적인 저항의변화를이용해흡­수된마이크로파의세기­를계산한다.

하지만볼로미터는실리­콘이나갈륨비소등반도­체소자를마이크로파흡­수소재로사용하기때문­에검출 한계가 1초간 측정기준 1나노와트(10억분의1와트)수준에머무는등정밀한 세기측정이불가능했다.

이교수 연구팀은 볼로미터의소재와 구조 혁신을통해이한계를넘­어섰다.

연구팀은 마이크로파 흡수 소재로 반도체가 아닌그래핀을 사용해마이크로파 흡수율을 높였다.또두개의초전도체사이­에그래핀을끼워넣는‘조셉슨 접합 구조’를 도입해그래핀에서발생­하는 전기저항 변화를 10피코초(1000억분의 1초) 이내로검출할수있게했­다.

이교수는“이번연구는차세대양자­소자를실제로구현하기­위한기반기술을구축했­다는데의미가 있다”며 “이 기술을 활용하면양자컴퓨팅측­정효율을 극대화해대규모 양자컴퓨터개발도 가능할것으로기대된다”고말했다.

이번연구는 2017년 6월 삼성미래기술육성사업­과제로선정돼지원받고­있다.

삼성미래기술육성사업­은 우리나라의미래를 책임지는 과학 기술 육성을 목표로 2013년부터 1조5000억원을 출연해시행하고 있는 연구 지원공익사업이다.

삼성미래기술육성사업­은지금까지603개 과제에7729억원을 집행했으며,국제학술지에총 1255건의논문이게­재되는등활발한성과를­보이고 있다. 이중 네이처(4건), 사이언스(5건) 등 최상위국제학술지에소­개된논문도101건에­달한다.

[사진=삼성전자 제공]

포스텍 물리학과 이길호 교수 연구팀이 마이크로파 세기를이론적한계인1­초간 측정기준 1토와트(100경분의 1와트) 수준으로 검출할 수 있는 초고감도 검출기를 개발했다. 이 교수(오른쪽)와 석박사 통합 과정 정우찬학생이연구실에­서기념촬영을하고 있다.

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