나노기술 및 정책 정보

• 목록

삼성전자는 삼성미래기술육성사업이 지원한 이길호 포스텍 물리학과 교수 연구팀이 마이크로파 세기를 1초간 측정기준 1아토와트(100경분의 1와트) 수준으로 검출할 수 있는 초고감도 검출기를 개발했다고 4일 밝혔음.

이는 마이크로파 검출의 이론적 한계 수준임. 이 연구는 미국 레이시온 비비엔사(社), 하버드대학교, 매사추세츠 공과대학교, 스페인 바르셀로나 과학기술연구소, 일본 물질재료연구기구와 공동으로 진행됐음.

연구 결과는 차세대 양자정보기술 상용화를 위한 원천 연구로 인정받았음.

마이크로파는 이동통신, 레이더, 천문학 등 폭넓은 과학 기술 분야에서 활용되고 있음. 최근에는 양자컴퓨팅, 양자정보통신 등 양자정보기술에 활용 가능성이 논의되며 마이크로파를 초고감도로 검출하려는 연구가 진행중임.

현재 마이크로파 검출기로 사용되는 볼로미터는 마이크로파 흡수 소재, 흡수한 마이크로파를 열로 바꿔주는 소재, 발생한 열을 전기 저항으로 변환하는 소재로 구성됨. 볼로미터는 실리콘이나 갈륨비소 등 반도체 소자를 마이크로파 흡수 소재로 사용해 검출 한계가 1초간 측정 기준 1나노와트(10억분의 1와트) 수준에 머물렀음.

이길호 교수 연구팀은 볼로미터의 소재와 구조 혁신을 통해 이 한계를 돌파했음. 마이크로파 흡수 소재로 반도체가 아닌 그래핀을 사용해 마이크로파 흡수율을 높였음. 또 두 개의 초전도체 사이에 그래핀을 끼워 넣는 '조셉슨 접합 구조'를 도입해 그래핀에서 발생하는 전기 저항 변화를 10피코초(1000억분의 1초)이내로 검출할 수 있게 했음.

이길호 교수는 "이번 연구는 차세대 양자소자를 실제로 구현하기 위한 기반 기술을 구축했다는데 의미가 있다"며 "양자컴퓨팅 측정효율을 극대화해 대규모 양자컴퓨터 개발도 가능할 것으로 기대한다"고 말했음.

삼성미래기술육성사업은 우리나라 미래를 책임지는 과학 기술 육성을 목표로 2013년부터 진행하고 있는 사업임. 총 출연액은 1조5000억원에 달함.

본 연구 성과는 ‘Nature’ 지에 게재되었으며, 삼성미래육성사업의 지원으로 수행됨.