‘오메가 칩’ 세계 첫 개발

나노 암페어(A)급의 극소전류로 구동되는 광(光)양자테 레이저들을 수백만∼수억개 집적할 수 있는 ‘오메가 칩’이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 오메가 칩은 기존의 광 반도체 칩보다 집적도를 1000배 이상 향상할 수 있어 차세대 광접속 기술에 새로운 지평을 열 것으로 기대되고 있다.

포항공대 전자전기공학과 권오대(49) 교수 연구팀은 소리처럼 빛도 닫힌 공간에서 ‘광양자 울타리 효과’에 의해 레이저의 테두리에서 ‘광양자테 레이저’가 발생하며 이 레이저는 극소전류로 구동된다는 점을 발견, 이를 고집적해 ‘오메가(광 메가) 칩’을 개발했다고 1일 밝혔다. 광양자 울타리 효과는 닫힌 공간에서 속삭이는 소리가 잘 들리는 ‘소리의 회랑효과’처럼 빛도 닫힌 공간에서 초저전류만으로 구동되는 광양자테 레이저를 얻을 수 있다고 권 교수는 설명했다.

기존 반도체 레이저와 달리 광양자테 레이저는 마이크로 또는 나노 암페어급 극소전류로 구동된다. 뛰어난 온도 안정성을 갖고 있어 소자의 크기나 간격 등을 조정한 고집적 칩을 만들 수 있다. 권 교수팀은 이를 이용해 광양자테 레이저를 1만 6000개(16K),6만 4000개(64K)를 집적한 데 이어 메가급(100만개)으로 집적도를 높인 오메가 칩을 개발했다.

오메가 칩은 방위각 인식능력을 갖고 있어 주행 차량인식, 차선인식, 충돌방지 능력 등의 기술을 접목해 지능형 교통정보 시스템(ITS)에 활용될 수 있다. 물류 자동화에도 기여할 것으로 예상되고 있다. 기존 반도체 레이저와 발광다이오드(LED)를 대신해 조명, 도로교통 표지판, 휴대전화 등 활용 범위가 매우 넓다고 권 교수는 밝혔다. 연구팀은 광양자테 레이저에 대한 원천기술을 확보하고 국내에서 특허등록을 마쳤다. 미국·일본 등에서도 관련 기술에 대해 특허출원중이다.

전경하기자