'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. [현장취재]충남대학교 총동창회, 총학생회와 2만 학우에게 호소문 발표
  2. 송강사회복지관 한가위 나눔 행사
  3. 취약계층 아동·청소년 위한 사랑의 의류 나눔 전달식
  4. [현장취재]충남대학교 총동창회, 김정겸 총장에게 입장문 전달
  5. [현장취재]대전크리스찬리더스클럽 9월 예배
  1. 당진푸르지오3차 입주민, 투기꾼 탓에 추가 분담금 위기 맞자 '어깨띠' 매고 거리로
  2. 차례상 차리기 배우는 어린이들
  3. 한기대 생활관, 2026학년도 '관생의 밤' 성료
  4. 천안시, 청년층 '에이즈 예방·인식 캠페인' 나서
  5. 상명대, AI가 여는 콘텐츠의 미래…'충남 뉴콘텐츠 아카데미 특강' 성료

헤드라인 뉴스


"마통 금리가 왜 이래"... 만기 연장 금융소비자 높은 금리에 화들짝

"마통 금리가 왜 이래"... 만기 연장 금융소비자 높은 금리에 화들짝

마이너스통장 만기를 연장한 금융소비자들이 많게는 두 배 이상 오른 금리에 볼멘소리가 터져 나오고 있다. 20일 은행연합회에 따르면 7월 말 기준 주요 시중은행인 KB국민·신한·하나·우리·NH농협은행의 신용점수 901~950점 차주에게 적용한 신용한도대출(마이너스통장) 금리는 연 4.66~5.37%를 기록했다. 신용점수 951~1000점의 최고 신용등급 차주에게 적용하는 마이너스통장 금리도 연 4.51~5.28%로 5%를 넘어서기도 했다. 전체 신용등급에서 평균 금리는 KB국민은행이 연 4.59%, 농협은행 4.93%를 제외하면 대부..

[2027 수시로 간다-대학의 색, 미래의 선택] 첫 학기 등록금 ‘0원’…대덕대, 진로 선택의 폭 넓힌다
[2027 수시로 간다-대학의 색, 미래의 선택] 첫 학기 등록금 ‘0원’…대덕대, 진로 선택의 폭 넓힌다

2027학년도 대학 수시모집 원서접수가 9월 7일 시작됐다. 일반대와 함께 전문대도 수시 1차 원서접수에 들어가 9월 30일까지 지원자를 받는다. 전문대는 전공교육과 현장실습을 연계해 비교적 짧은 기간에 산업 현장에서 필요한 직무역량을 기르는 데 초점을 둔다. 간호·보건과 반도체·인공지능(AI), 국방, 조리·제과제빵, 뷰티·반려동물, 문화콘텐츠 등 학과에 따라 교육과정과 자격 취득, 졸업 후 진로도 뚜렷하게 나뉜다. 중도일보는 2027학년도 수시모집을 진행하는 대전지역 전문대의 특성화 분야와 현장 중심 교육, 취업 경쟁력을 차례로..

2026 추석 차례상 19만 6630원… 지난해보다 1.5% 줄었다
2026 추석 차례상 19만 6630원… 지난해보다 1.5% 줄었다

2026년 추석 차례상 차림 비용이 지난해보다 1.5% 내려 평균 19만 6630원으로 조사됐다. 한국농수산식품유통공사(aT, 사장 홍문표)는 추석을 1주일 앞둔 지난 18일 전국 22개 지역의 전통시장 17곳과 대형유통업체 36곳에서 가격을 조사했다. 조사 대상은 4인 가족 차례상에 필요한 채소·과일·축산물 등 8개 부류 24개 품목이다. 결과를 보면, 평균 차림 비용은 지난해 추석 1주 전보다 1.5% 낮았다. 추석을 코앞에 두고 대규모 할인 행사가 이어진 영향이다. 부류별로는 축산물이 지난해보다 2.5% 올랐다. 반면 과일류는..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 차례상 차리기 배우는 어린이들 차례상 차리기 배우는 어린이들

  • ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득 ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득

  • 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검

  • ‘대한민국의 情을 보냅니다’ ‘대한민국의 情을 보냅니다’