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표면 플라즈몬을 이용한 실리콘 포토다이오드

전문가 제언: ○ 최근 실리콘 포토닉스(silicon photonics), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 포토닉스 분야가 광 디바이스의 활발한 응용연구에 따라 주목을 받고 있다. 실리콘 포토닉스 분야에서 실리콘 광도파로, 실리콘 포토다이오드 등에 관한 연구결과가 속속 발표되고 있다.

○ 실리콘 포토닉스의 기본소자로 광원, 광도파로, 변조기, 수광기 등을 들 수 있다. 수광기의 성능을 향상시키기 위해 실리콘 포토다이오드를 개발해 활용하려는 연구결과도 발표되고 있다.

– 실리콘은 광통신 파장대역에서 수동 디바이스에 가장 적합한 재료로 평가되고 있다. 고밀도 광전자 집적을 이용하여 고도의 광 신호처리를 저렴하게 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

– 실리콘 포토닉스는 대규모 반도체 집적회로에 적합하고 양산성이 우수한 제조 프로세스에 의해 고도의 광집적회로를 가까운 장래에 실현할 수 있을 것으로 전망된다.

○ 포토다이오드는 소형화에 따라 고속응답, 저소비 전력화, 암전류의 감소, 바이어스 전압의 감소 등 많은 장점을 갖고 있다. 나노 포토다이오드 기술은 흡수계수가 적은 실리콘을 활용할 수 있으므로 실리콘 포토닉스의 저가격화, 양산 및 집적화에 적합할 것으로 기대된다.

○ 한편, 표면 플라즈몬의 공명현상을 이용하여 플라즈몬 안테나를 설치하고 이 안테나에 의해 투과하는 광의 강도를 크게 향상시키고 있다. 한 실험결과에 따르면 광의 강도는 플라즈몬 안테나의 형상과 구조에 따라서도 크게 변하는 것으로 나타났다. 앞으로 이를 이용한 기술의 폭넓은 응용분야가 기대된다.

저자: Keishi OHASHI
자료유형: 학술정보