'꿈의 전자파' KAIST가 잡았다

'꿈의 전자파' KAIST가 잡았다

'테라헤르츠파' X선처럼 투과력 강하지만 인체무해 정기훈 교수팀 '출력 3배 증폭' 세계적 학술지 실려

  • 승인 2012-04-23 14:38
  • 신문게재 2012-04-24 13면
  • 권은남 기자권은남 기자
▲ 정기훈 교수
▲ 정기훈 교수
인류에 남겨진 최후의 전파자원인 테라헤르츠파 정복에 KAIST가 한발 다가섰다.

KAIST 바이오 및 뇌공학과 정기훈 교수 연구팀은 광학계의 블루오션이라 불리는 '테라헤르츠파'의 출력을 크게 향상시키는 기술을 개발, 앞으로 휴대용 투시카메라나 소형 바이오 진단시스템 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 전망되고 있다.

정기훈<사진> 교수 연구팀은 광학나노안테나 기술을 접목해 테라헤르츠파의 출력을 기존보다 최대 3배 증폭시키는 데 성공, 나노분야 세계적 학술지 'ACS Nano' 3월호(27일자)에 실렸다.

테라헤르츠파는 100GHz에서 30THz 범위의 주파수를 갖는 전자기파로, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 X선처럼 투과력이 강할 뿐 아니라 X선보다 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않는다. 테라헤라츠파 대역은 빛의 직진성과 전파의 물질투과성을 모두 가지고 있으며, 인체에 무해한 친환경적 전파자원이기 때문에 전 세계적으로 이를 활용한 응용시스템을 개발하는데 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

이러한 특성으로 X-레이처럼 물체의 내부를 투과해 볼 수 있으며, 주파수 내에서 특정 영역을 흡수하기 때문에 X선으로는 탐지하지 못하는 우편물 등에 숨겨진 폭발물이나 마약을 찾아낼 수 있다. 심지어 가짜약도 판별해낼 수 있다.

또 분광정보를 통해 물질의 고유한 성질을 특별한 화학적 처리 없이 분석할 수 있어 인체에 손상이나 고통을 주지 않고도 상피암 등 피부 표면에 발생하는 질병을 효과적으로 즉시 확인할 수 있다. 테라헤르츠파는 펨토초(10~15초) 펄스레이저를 광전도 안테나가 형성된 반도체기판에 쪼여주면 피코초(10~12초) 펄스 광전류가 흐르면서 발생된다. 그러나 출력이 부족해 바이오센서 등 다양한 분야의 상용화에 어려움이 있어 그동안 과학자들이 출력을 증폭시키기 위한 많은 노력들이 이어졌다.

정 교수 연구팀은 광전도안테나 사이에 금 나노막대로 구성된 광학나노안테나를 추가하고 구조를 최적화했으며, 광전도기판에 나노플라즈모닉 공명현상이 발생되면서 광전류 펄스가 집적도가 높아져 출력이 최대 3배까지 증폭됐다. 이에 따라 물체의 내부를 더욱 선명하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 생검을 하지 않고도 좋은 영상과 함께 성분 분석이 가능해졌다.

정기훈 교수는 “이번에 개발한 원천기술을 테라헤르츠파 소자 소형화 기술과 결합해 내시경에 응용하면 상피암을 조기에 감지할 수 있다”며 “앞으로 이 같은 바이오센서 시스템을 구축해 상용화하는 데 주력할 것”이라고 말했다.

한편, 2011년에 합계 8370만 달러의 시장규모를 기록한 테라헤르츠(THz)파 디바이스 시장은 2016년에는 1만2700만 달러 규모로 성장할 것으로 예측된다.

테라헤르츠 시장의 다양화는 2016년 이후에 활발해질 것으로 예측되며, 2016~2021년은 35%의 연평균 성장률, 2021년에는 5만7000만 달러의 시장규모에 이를 것으로 추정된다.

●테라헤르츠파란?

테라헤르츠파는 가시광선과 전파 사이에 존재한다. '테라'는 1조를 뜻하는 그리스어로 테라헤르츠파의 주파수는 1000억~10조 Hz다. 1초에 적어도 1000억 번 이상 진동한다. 테라헤르츠파는 가시광선처럼 직진하면서 전파처럼 물체를 잘 투과해 종이, 나무, 플라스틱, 심지어 시멘트까지 웬만한 물체들은 대부분 투과하지만 물과 금속은 투과하지 못한다.

권은남 기자

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. "사방이 막힌다", 서산 석림6통 주민들, 40년 생활도로 통행권 대책 호소
  3. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  4. 대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
  5. 천안시 사회복지행정연구회, 11년째 따뜻한 마음 전해
  1. 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡
  2. 천안교육지원청, 을지연습 국민참여 안보퀴즈 이벤트 운영
  3. 진주시, 진주성 밤을 빛으로 채운다
  4. [홍석환의 3분 경영] 출근하는 사람에게
  5. 천안시, K-컬처박람회 안전관리계획 심의…인파·기상 대책 점검

헤드라인 뉴스


주택공급 속도전… 총리 최우선 과제로 관리한다

주택공급 속도전… 총리 최우선 과제로 관리한다

한성숙 국무총리가 주택공급을 정부의 최우선 과제로 놓고 속도전에 나섰다. 그는 지난 14일 1차 범부처 주택 신속공급 점검회의를 주재하고, 주택 신속 공급 방안의 후속조치에 본격 착수했다. 이번 회의는 전날 합동 발표된 공급 대책의 이행력을 높이기 위해 마련됐다. 한성숙 국무총리는 "국민의 기대에 부응하기 위해서는 신속한 공급이 무엇보다 중요하며, 관련 대책이 예정된 일정에 따라 차질 없이 이행되도록 꼼꼼히 관리해야 한다"라며 실행과 속도의 중요성을 거듭 역설했다. 이어 그는 "주택공급을 총리의 최우선 과제로 두고, 매주 공사현장을..

건설경기 침체 속 PF 대출 연체율 10여년 만에 `최고치`
건설경기 침체 속 PF 대출 연체율 10여년 만에 '최고치'

건설 경기 침체 속에 금융권 부동산 프로젝트파이낸싱(PF) 대출 연체율이 10여 년 만에 가장 높은 수준으로 치솟았다. PF 대출 잔액과 전체 위험노출(익스포저)은 계속 줄고 있지만 올해 들어 연체율과 일부 건전성 지표가 크게 악화하고, 부실 사업장 정리·재구조화 실적도 감소한 것으로 나타났다. 17일 국회 정무위원회 소속 국민의힘 박성훈 의원이 금융감독원에서 제출받은 자료에 따르면, 올해 1분기 말 금융권 전체 PF 대출 연체율은 4.65%로 집계됐다. 2025년 말 3.88%보다 0.77%포인트 상승한 것으로, 2016년 3분기..

대전 선도지구 선정 단지 거래량은?
대전 선도지구 선정 단지 거래량은?

대전 노후계획도시 정비 선도지구 선정 이후 선정 단지의 거래가 비교적 원활한 것으로 확인됐다. 다만 등록 매물은 점차 줄어들면서 향후 거래량은 감소할 것으로 전망된다. 17일 국토부 실거래가 공개 시스템에 따르면, 선도지구 선정 이후인 7월 17일부터~8월 17일 한 달간 선정 단지 거래는 19건으로 집계됐다. 먼저 둔산 13구역 크로바아파트 거래는 3건이다. 전용면적 114㎡ 2건, 134.9㎡ 1건으로, 1층 등 저층임에도 16억 원~17억 6000만 원에 거래됐다. 선도지구 발표 전인 6월 1일부터 7월 1일까지 거래량 2건과..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석

  • 민주당 전당대회서 고공 시위 민주당 전당대회서 고공 시위

  • 가을옷 입은 마네킹 가을옷 입은 마네킹

  • 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체