KAIST '양자광학 혁신기술' 세계 최초 개발

2025-05-28 김도현 기자

카이스트는 신소재공학과 염지현 교수 연구팀이 셀레늄 나노결정의 원자수준 카이랄성 제어를 이용해, 자외선부터 단파장 적외성까지 감지가능한 광대역 원형편광(CPL) 검출 반도체 소재를 세계 최초 개발했다고 28일 밝혔다.

이 기술은 원형편광(CPL)을 실온에서 고감도로 감지할 수 있는 필름형 소재로, 빛으로 암호화된 정보를 해독하거나 양자비트(qubit)를 제어하는 등 양자 컴퓨팅·스핀트로닉스·광센서 기술의 핵심 소재로 주목받고 있다.

연구팀은 기존 CPL 센서가 습기·자외선에 약하고 열화되기 쉬운 문제로 상용화에 큰 한계가 있다는 점을 염두에 두고, 자연적으로 비대칭 결정 구조를 갖는 무기 소재인 셀레늄에 주목했다.

연구팀은 셀레늄을 나노 크기 막대 형태의 '셀레늄 나노로드'로 만들면서, 그 격자 구조가 왼쪽 또는 오른쪽 방향의 비대칭성(카이랄성)을 갖도록 제어할 수 있는 '카이랄성 전이 기술'을 개발했다.

염지현 교수는 "이번 연구는 반도체 광소재 분야에서 카이랄성 구현·분석의 새로운 방법론을 제시했다"며 "양자광학·보안광학·생체 진단·이미지 센서 등 다양한 분야에 실제 응용 가능한 기반기술로 확장할 수 있다"고 말했다.