우리얘기

plasmonics is working on a chip

KAIST 부설 나노종합팹센터가 나노람다㈜와 공동으로 첨단 나노광학분야 플라즈모닉스 기술을 이용해 기존 광학기술의 한계를 극복하고, 분광기능을 갖는 초소형 센서 칩을 구현해 낼 수 있는 공정기술을 개발했습니다.

나노종합팹센터)는 2009년부터 나노람다와 나노플라즈모닉스 기술을 이용한 플라즈모닉 빛센서칩의 핵심부품인 나노옵틱필터 어래이와 스펙트럼 센서에 대한 핵심 양산공정 기술을 공동 개발했습니다.

기존 분광기는 값 비싼 광학부품인 프리즘 또는 회절격자, 미러, 광파이버 등을 사용하여 빛을 파장별로 분리하기 때문에, 크기도 크고 가격이 수천 만 원에 이릅니다.

따라서 강력한 물질분석 장비임에도, 주로 대형 실험실에서만 사용됐습니다.

그러나 새로 개발된 프라즈모닉센서는 이러한 값비싼 고전 광학부품을 전혀 사용하지 않고, 현재 스마트폰 등에 많이 쓰이는 CMOS 이미지센서 기술에, 첨단 프라즈모닉 나노광학 필터 어래이 기술 및 혁신적인 신호처리 소프트웨어 기술을 융합하여 스마트폰에도 장착할 수 있을 정도의 크기 및 가격대를 구현했습니다.

이번에 개발된 광센서 시제품은 기존의 노트북 크기의 고가의 분광기(Optical spectrometer) 기능을 초소형 센서칩에서 구현할 수 있는 세계 최초의 기술로 평가받고 있습니다.

이를 이용할 경우 스마트 TV나 디스플레이의 색상을 주변 빛 환경에 따라 항상 최적의 색을 유지하게 할 수 있습니다.

또한 스마트 LED조명 시스템에도 적용되는 등 이 분야에서만 연간 수 억 개의 센서칩이 사용될 것으로 예상됩니다.

뿐만 아니라 손목시계 형태와 같은 웨어러블 개인용 건강 모니터링 디바이스들에 내장되어 실시간으로 개인 건강상태를 모니터링 하는데도 사용되면서 이에 대한 수요 또한 연간 수 억 개를 넘어설 것으로 예상됩니다.

게다가 광센서는 현재 존재하지 않는 새로운 시장이인데다, 센서칩 자체 시장만도 1조 원을 넘으며 그 응용 및 관련 신규 시장 창출 규모는 2015년 수 조 원을 훨씬 넘을 것으로 예상됩니다.

나노종합팹센터는 최근 공정불량을 최소화해 웨이퍼 수준에서 99% 이상의 제품이 구동하는 성과를 올렸으며, 이를 토대로 성공적인 양산 체계를 위한 제반 환경과 여건을 지속적으로 지원키로 했습니다.

나노종합팹센터&(주)나노람다 공동개발 플라즈모닉 광센서

 용  어  설  명

나노플라즈모닉스 :
빛(포톤)이 나노사이즈의 구조를 가진 금속 표면에 있는 자유전자와 상호작용(공진)하여, 빛 에너지가 자유전자 그룹의 표면파 에너지로 바뀌는 현상으로, 기존의 광학 성질과는 판이하게 다른 새로운 나노광학 분야이다.
전자학이 가지고 있는 물리적 한계(속도)를 극복할 수 있는 포스트 전자학으로 광범위한 응용분야에서 다양한 연구되고 있다.

나노옵틱필터어레이 :
나노플라즈모닉스 분야중 빛의 파장을 선택적으로 처리할 수 있는 파장 필터 기능을, 아주 작은 면적 안에 수백 수천 종류를 어레이 형태로 만든 구조