'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. 의정부시, 2026년 긴급복지 지원 확대
  2. 대전 시내버스 최고의 친절왕은 누구
  3. 신계룡~북천안 송전선로 입지선정위 앞두고 긴장감
  4. 대전충남 통합 이슈에 뒷전…충청광역연합 찬밥되나
  5. 대전사회복지공동모금회에 성금 기탁한 썬데이티클럽과 (주)슬로우스텝
  1. 與 대전특위 띄우자 국민의힘 ‘견제구’
  2. 코레일, 설 연휴 승차권 15일부터 예매
  3. 불수능에도 수험생 10명 중 7명 안정보단 소신 지원
  4. 대전·충남 행정통합, 자치구 권한 회복 분기점 되나
  5. 대전 마약사범 208명 중 외국인 49명…전년보다 40% 늘어

헤드라인 뉴스


대전시,  `서대전역 복합환승센터` 구상 시작

대전시, '서대전역 복합환승센터' 구상 시작

대전시가 초광역 교통 인프라 기능강화와 원도심 활성화를 위해 '서대전역 복합환승센터' 구상에 들어간다. 8일 대전시에 따르면 시는 '서대전역 복합환승센터 조성'사업 용역비 2억5000만원을 확보하고, 기본계획 및 타당성검토 용역을 이달 내로 추진할 계획이다. 이와 함께 시는 상반기에 발표되는 대광위복합환승센터 구축 기본계획에 '서대전역 복합환승센터 조성'을 반영할 예정이다. 이 사업은 제21대 대통령선거 당시 이재명 대통령의 대전(중구) 공약에서 출발했으며, 지난해 8월 정부의 지역 국정과제로 채택되면서 추진 동력이 마련됐다. 특히..

대전 회식 핫플레이스 `중리전통시장` 상권... 최대 소비자는 40대
대전 회식 핫플레이스 '중리전통시장' 상권... 최대 소비자는 40대

대전 자영업을 준비하는 이들 사이에서 회식 상권은 '노다지'로 불린다. 직장인을 주요 고객층으로 삼는 만큼 상권에 진입하기 전 대상 고객은 몇 명인지, 인근 업종은 어떨지에 대한 정확한 데이터가 뒷받침돼야 한다. 레드오션인 자영업 생태계에서 살아남을 수 있는 방법이다. 이에 소상공인시장진흥공단의 빅데이터 플랫폼 '소상공인 365'를 통해 대전 주요 회식 상권을 분석했다. 7일 소상공인365에 따르면 해당 빅데이터가 선정한 대전 회식 상권 중 핫플레이스는 대덕구 '중리전통시장' 인근이다. 회식 핫플레이스 상권이란 30~50대 직장인의..

민주당 ‘시.도당 위원장 지방선거 공천 기구 참여 금지 방침’
민주당 ‘시.도당 위원장 지방선거 공천 기구 참여 금지 방침’

더불어민주당이 올해 6월 3일 지방선거 후보를 심사하고 확정하는 공천 관련 기구에 시·도당 위원장의 참여를 전면 금지한다. 후보와 이해관계가 있는 인사 역시 마찬가지며, 지역위원장도 필수 인원만 참여할 수 있고 공천과정은 투명하게 공개하도록 했다. 조승래 당 사무총장은 8일 지방선거 기획단 회의 후 브리핑을 통해 이런 내용을 담은 ‘시도당 공천관리위원회 구성 지침과 공천 투명성 제고 방안’을 마련했다고 밝혔다. 최근 논란이 거센 김병기·강선우 의원의 지방선거 공천헌금 수수 의혹에 따른 조치라 할 수 있다. 우선 시·도당 위원장의 공..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 천연기념물 원앙 무리 대전 유등천에서 겨울나기 천연기념물 원앙 무리 대전 유등천에서 겨울나기

  • 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범

  • 방학 맞아 여권 신청 증가 방학 맞아 여권 신청 증가

  • 사랑의 온도탑 100도 향해 ‘순항’ 사랑의 온도탑 100도 향해 ‘순항’