홍익대 메타물질전자소자연구센터, '메타물질 안테나' 상용화 선두주자

대학 혁신의 현장

홍익대 메타물질전자소자연구센터에서 연구 중인 ‘메타물질’은 빛의 경로를 조절해 투명화 기술을 구현할 수 있는 인공물질이다. 기존 물질의 전기적인 특성은 양의 부호로 고정돼 있지만 메타물질은 음의 부호도 구현 가능해 기존 물질의 한계를 극복할 수 있다는 게 연구센터 측 설명이다.

홍익대 메타물질전자소자연구센터는 2015년 한국연구재단 대학중점연구소 사업에 선정됐다. 국내 대학에선 최초로 전파, 광파, 디스플레이 분야의 기술이 접목된 융합 핵심 기술을 개발하며 메타물질 분야 강자로 주목받고 있다.

홍익대 메타물질전자소자연구센터는 메타물질 기반 스마트 RF(무선주파수) 부품 연구팀, 고효율 디스플레이·조명 연구팀, 이노베이티브 센서 연구팀으로 구성됐다. RF 부품 연구팀은 한화시스템과 ‘반사형 능동 메타표면 안테나’를 공동 개발 중이다. 기존 군사용 레이더는 전력 소비량이 많고 가격이 비싼 위상 배열 안테나를 사용하고 있다. 반사형 능동 메타표면 안테나는 PIN다이오드(도핑되지 않은 층을 포함하는 다이오드)의 온·오프 제어만으로 빔 조향이 가능해 운영 비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 안테나 간 간섭 문제가 없으며 얇고 가벼운 것도 장점이다. 연구센터는 이 기술이 상용화될 경우 군사용 레이더 시스템의 성능을 획기적으로 개선할 것으로 보고 있다.

디스플레이·조명 연구팀은 84%의 우수한 효율로 청색 빛을 발생시킬 수 있는 양자점을 합성하고 이를 이용한 전계발광 소자 개발에 성공했다. 이 기술을 바탕으로 향후 고효율 풀 컬러 디스플레이 및 백색 조명 소자 개발도 가능할 전망이다.

이노베이티브 센서 연구팀은 금속 나노입자 표면에 특정 파장의 빛을 쬐면 금속의 유도전자가 진동을 일으키는 플라즈모닉 효과를 이용해 열전 및 전기화학적 센싱 소자 플랫폼을 개발했다. 이를 통해 SCI 논문 260여 편, 국제 특허 10여 건 출원 및 등록 등의 성과를 이뤘다.

이정해 홍익대 메타물질전자소자연구센터장(사진)은 “메타물질 연구 분야 전담 인력을 확보하고 실효성 있는 교육 체계를 구축해 전자정보통신 분야의 국가 경쟁력을 확보에 이바지하겠다”고 밝혔다.

민경진 기자 min@hankyung.com