'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. 베일 벗은 대전역세권 개발계획…내년 2월 첫삽 확정
  2. 대학 경쟁시킨 뒤 차등 지원?… 서울대 10개 만들기 사업 놓고 '설왕설래'
  3. 전국 학교 릴레이 파업… 20일 세종·충북, 12월 4일 대전·충남
  4. [기고] 디지털포용법과 사회통합
  5. 어기구 의원, ‘K-스틸법’ 후속 국가재정법 개정안 대표 발의
  1. 양상추 가격 급등 현상에 대전 소상공인도 직격탄... 높아진 가격에 한숨만
  2. 구직자로 북적이는 KB굿잡 대전 일자리페스티벌
  3. '사건 25%↑' 대전경찰, 우수부서 찾아 시상…서부署·중부署 등
  4. 대전상의-국정원 '기업 기술유출 예방 설명회' 개최
  5. 설동호 교육감 시정연설 "모두 균등한 기회 누리는 든든한 대전교육 만들 것"

헤드라인 뉴스


충청권 집값 `온도차`… 대전·충남은 감소, 세종·충북은 상승

충청권 집값 '온도차'… 대전·충남은 감소, 세종·충북은 상승

충청권 부동산 가격이 지역별로 뚜렷한 온도차를 보이고 있다. 대전과 충남 집값은 여전히 하락세를 이어간 반면, 세종은 오름폭을 키우며 상승세를 이어갔다. 충북은 보합에서 상승으로 전환했다. 20일 한국부동산원이 발표한 11월 셋째 주(17일 기준) 전국 주간 아파트 가격 동향에 따르면, 전국 매매가격은 0.07% 올랐다. 전주(0.06%)보다 0.01%포인트 오른 수치인데, 서울과 수도권, 지방 모두 상승했다는 분석이다. 충청권에선 대전의 집값은 0.02% 내렸다. 올해 들어 꾸준한 하락세를 보이며 누적 하락률이 2.11%를 기록했..

특수공집방·국회법 위반 이장우 대전시장·김태흠 충남지사 유죄
특수공집방·국회법 위반 이장우 대전시장·김태흠 충남지사 유죄

국회 패스트트랙(Fast Track: 신속처리안건) 충돌 사건으로 기소된 이장우 대전시장과 김태흠 충남지사에게 유죄가 선고됐다. 당시 대표였던 황교안 전 국무총리와 원내대표였던 나경원 국민의힘 의원을 비롯한 자유한국당 인사들도 마찬가지다. 서울남부지법 형사합의 11부(장찬 부장판사)는 19일 오후 2시 특수공무집행방해와 국회법 위반 등의 혐의로 기소된 황교안 전 총리와 나경원 의원, 이장우 시장과 김태흠 지사 등 26명에 대한 선고 공판에서 유죄를 인정하고 벌금형을 선고했다. 나 의원은 특수공무집행방해 등 혐의로 벌금 2000만원,..

[단독] 대전 법동 으뜸새마을금고, 불법 선거 논란
[단독] 대전 법동 으뜸새마을금고, 불법 선거 논란

사상 첫 직선제로 이사장을 선출한 대전 대덕구 법동 으뜸새마을금고가 불법 선거 논란에 휩싸였다. 이에 대해 수사를 벌인 경찰은 최근 사전 선거 운동 혐의 등으로 올해 7월 당선된 이사장 A씨를 검찰에 넘긴 것으로 알려졌다. 20일 경찰과 법조계에 따르면 올해 법동 으뜸새마을금고 이사장에 선출된 A씨는 공식 선거 운동 예정일 전부터 실질적인 선거유세를 펼쳤다는 의혹을 받고 있다. 새마을금고 이사장 선거는 2021년 제6대 선거까지 간선제로 진행됐지만, 올해 치러진 제7대 선거는 금고 설립 이후 처음으로 전체 회원이 투표에 참여했다...

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 은빛 물결 억새의 향연 은빛 물결 억새의 향연

  • 구직자로 북적이는 KB굿잡 대전 일자리페스티벌 구직자로 북적이는 KB굿잡 대전 일자리페스티벌

  • 크리스마스 트리 앞에서 ‘찰칵’ 크리스마스 트리 앞에서 ‘찰칵’

  • 추위와 독감 환자 급증에 다시 등장한 마스크 추위와 독감 환자 급증에 다시 등장한 마스크