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Si기판에 이종 광학재료 성장

전문가 제언: ○ 현대와 같은 정보화 사회에 있어서 없어서는 안 될 기기로서는 표시장치(display)를 들 수 있다. 현재 여러 가지 형태의 표시장치가 사용되고 있으나, 그 내부 발광 층에 사용되는 재료는 고가인데다가 지구환경부하가 크다. 앞으로는 이러한 문제를 전부 해결할 수 있는 신규재료의 개발이 필요한데 실리콘이 가장 가능성이 있는 것으로 꼽고 있다.

○ 실리콘은 지난 40여 년간 많은 발전을 거듭해서 현대 전자기술의 주역으로서 군림하고 있다. 광학기술 분야에 있어서도 실리콘을 기반으로 하는 소자에서 거의 모든 광학기능의 구현이 가능하다. 그러나 실리콘을 이용한 발광소자는 아직까지는 그다지 발전을 하지는 못하였다. 그것은 실리콘이 간접 에너지 띠 간격을 갖고 있는 반도체로서 발광효율이 매우 낮기 때문이다.

○ 실리콘 광학의 남은 과제는, 실리콘 기반 재료로서 발광다이오드(LED), 레이저다이오드(LD)와 광증폭기(OA: Optical diode)의 실용화라고 할 수 있다. 재료가 싸고 양산공정이 쉬워서 제조비용이 낮아지게 된다.

– 뿐만 아니라 실리콘 기반의 반도체 회로와 발광소자를 집적화 할 수 있어 소형화가 가능하다. 칩의 내부와 칩의 사이에서 대량의 정보를 고속으로 처리할 수 있게 되어 보다 높아진 초고속 광통신의 실현을 기대하게 한다.

○ 전 세계적으로 실리콘의 다공성화, 나노화 등의 개발로 발광효율을 높이는 연구가 한창이다. 본 연구에서는, 실리콘 기판에 GaSb의 반도체를 에피택셜 성장법으로 헤테로 접합을 시켰다. 비교적 높은 휘도의 형광 스펙트럼의 측정에 성공함으로써 앞으로 보다 효율이 높은 발광소자의 출현에 대한 희망과 의욕을 갖게 한다.

○ 실리콘 기반의 재료에 의해서 빛을 발생하는 것은 실리콘 프로세스의 적합성과 저비용성에 머무르지 않는다. 광전자 융합을 촉진하는 역할이나 환경부하가 적은 생체계측 같은 분야의 잠재적 발전 가능성에도 기여할 것으로 생각한다.

저자: Susumu FUKATSU
자료유형: 학술정보