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● 미국 Yale University의 Shaofan Yuan 교수, University of Texas at Dallas, 일본 국립재료과학연구소 공동연구팀이 빛의 세기, 편광, 파장을 동시에 감지할 수 있는 그래핀 기반 지능형 센서를 구축

● 연구팀은 꼬인 이중층 그래핀(Twisted Double Bilayer Graphene, TDBG)을 사용하여 감지 장치를 제작하였으며, 비틀림으로 인해 결정 대칭을 감소시키고, 덜 대칭적인 원자 구조를 가진 물질은 대칭을 가진 물질에 비해 흥미로운 물리적 특성을 보유

● 해당 장치로 연구팀은 빛을 전기로 변환하는 과정인 벌크 태양광 발전 효과(BPVE)를 탐지할 수 있었고, 이것은 빛의 강도, 편광, 파장에 강하게 반응한다는 것을 확인

● 특히, 연구팀은 TDBG의 BPVE가 외부의 전기적 수단으로 더 잘 조정될 수 있다는 것을 발견하였으며, 이것은 각각의 입사광에 대해 광전압의 ‘2D 지문’을 생성하게 함.

● 또한, 이미지 인식에 사용된 인공 신경망의 일종인 컨볼루션 신경망(CNN)을 적용하여 지문을 해독하는 아이디어를 기반으로 인공지능 광검출기를 시연

● 해당 장치는 작은 크기로 우주 탐사, 자율주행 자동차, 항공기의 원격 감지와 같은 분야에 활용가치가 있으며, 본 연구는 모아레(Moiré) 재료를 기반으로 한 비선형 광학 연구를 위한 새로운 경로를 제시

※ 용어설명

- 모아레(Moiré): 2개의 규칙적인 강도 분포를 겹쳤을 때 둘의 공간 주파수의 차에 의해 생기는 굵은 줄무늬

※ Nature 게재(2022.04.13.), “Intelligent infrared sensing enabled by tunable moiré quantum geometry”