▲ 용기중 교수.

빛의 방향에 따라 소자작동을 제어할 수 있는 광메모리 소자가 개발돼 광 모션 인식 기반 소자 활용이 기대되고 있다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 포항공대 화학공학과 용기중 교수와 박진주 연구원이 ‘연잎효과에 착안해 빛의 방향에 따라 반응하는 메모리 소자’를 개발했다고 10일 밝혔다.

빛의 방향변화를 매개로 한 정보처리가 가능할 경우 전자의 이동을 이용하는 기존 소자의 신호 손상이나 왜곡 등을 완화해 향후 소자의 소형화나 모션인식소자 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

용 교수 연구팀은 물속에서도 젖지 않는 연잎표면의 돌기를 모방한 나노선 구조를 제작하고, 이를 이용해 빛의 입사방향에 따라 저항특성이 변하는 광메모리 소자를 개발했다.

나노선을 둘러싼 공기와 물 사이 경계에서의 굴절률 차이로 인한 특정각도로 빛이 들어오면 저항이 변하는 메모리가 되고, 빛이 들어오지 않으면 저항이 변하지 않는 저항체가 되도록 한 것이다.

연구팀은 왁스성분으로 코팅된 연잎의 미세돌기로 인해 연잎이 물에 젖지 않는 연잎효과를 이용했다.

일정각도로 입사시 빛이 전혀 도달하지 않는 전반사 현상을 이용하기 위해서는 굴절률이 큰 물에서 굴절률이 작은 공기층 방향으로 빛이 들어와야 하는데 이를 위해서는 자연적인 상태와 반대로 나노선을 기준으로 비중이 큰 물이 공기보다 더 위에 놓여야 한다.

이에 연잎을 모방해 빛에 반응하는 산화아연으로 합성한 나노선을 단분자막으로 코팅했다.

이 같은 코팅의 결과 나노선 소자는 물속에서 먼저 공기층으로 둘러싸이게 돼 나노선을 감싼 공기층과 물의 굴절률 차이로 빛의 입사각에 따라 소자에 도달하는 광량이 달라지도록 해 소자를 제어한 것이다.

소자를 미세하게 기울이는 등의 방식으로 하나의 소자가 두 가지 역할을 할 수 있어 향후 다기능성 소자 및 모션인식소자로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

용 교수는 “나노소자와 생체모방기술을 접목해 빛의 입사각에 따라 저항변화 특성이 조절되는 소자기술을 개발한 것”이라고 밝혔다.

▲ 빛의 입사각도 조절 기반 소자의 디지털 회로 개념.