광운대학교는 최근 전자공학과 이지훈 교수 연구팀이 전자공학과 순다쿤와 박사과정 연구원(제 1저자)과 함께 다양한 메타표면(meta-surface) 플라즈모닉Au-Ag(Gold-Silver) 합금 나노구조물 기반의 GaN 포토센서를 개발했다고 20일 밝혔다.

이 교수 연구팀은 희생층 원자승화 성장법 및 열탈수현상 성장매개 변수의 효율적인 관리, 표면 자유에너지 최소화 효과를 적용해 다양한 형태의 플라즈모닉 Au, Ag, Au-Ag 나노 합금구조물을 합성했다.

이를 다양한 메타표면 (meta-surface) 기반의 플라즈모닉 GaN 포토센서에 적용, 기존 포토센스에 비해 월등히 높은 효율을 구현하는데 성공했다.

이 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 희토류 금속 메타표면 플라즈모닉 Ag-Au 나노합금 구조물의 최적 합금비율을구현, 초기 핵생성 (nucleation) 단계의 비밀을 밝혀냈다.

특히 금속 원자의 상호 및 표면 전이 과정을 규명했으며, 메타표면 기반 나노 합급 구조물의 효율적인 성장·제어를 가능하게 했다. 이를 통해 포토 디텍터의 광반응을 혁신적으로 개선했다.

이번 연구는 광운대 단독 연구로 진행됐으며 연구진은 순다 쿤와(Sundar Kunwar, 박사과정, 제1저자), 산차야 판딧(Sanchaya Pandit, 석박통합과정) , 정재훈 연구교수, 이지훈 교수(교신저자) 등이다.

순다쿤와(Sundar Kunwar) 학생은 지난 2015년 광운대 전자과 석사과정으로 입학했으며, 현재 박사과정 5년차 연구원이다.

현재까지 Nano-Micro Letters (IF: 9.043) 외 Q1저널의 제1저자로 10여 편의 논문을, 공동 저자로 20편 이상의 논문을 출판했다. 이외에도 저널커버도 5편 출판, 국제학술대회 수상 등 우수한 실적을 거뒀다.

한편 이번 연구는 한국연구재단과 교육부가 추진하는 중점연구소 및 중견연구자 지원사업과 광운대의 지원으로 이뤄졌다.

연구 결과는 과학전문지 Nano-Micro Letters (IF: 9.043) 4월 13일자 온라인판에 'Improved Photoresponse of UV Photodetectors by the Incorporation of Plasmonic Nanoparticles on GaN through the Resonant Coupling of Localized Surface Plasmon Resonance'이라는 제목으로 게재됐다.