국내 대학이 자외선을 정밀 감지할 수 있는 세계 최고 수준의 투명 산화물 반도체 센서를 개발했다. 자외선이 피부 노화와 피부암, 백내장 등 다양한 질환의 주요 원인으로 꼽히는 가운데, 개인별 노출량을 실시간으로 측정할 수 있는 기술이라는 점에서 주목된다.

경희대는 신소재공학과 강성준 교수 연구팀이 유비전랩과 공동으로 340~350나노미터(nm) 영역의 자외선(UV-A)만을 선택적으로 감지하는 투명 산화물 반도체 센서를 개발했다고 17일 밝혔다.

이 센서는 가시광선을 그대로 투과하면서 자외선만 정밀하게 감지하는 점이 특징이다. 연구팀은 넓은 밴드갭을 가진 산화물 반도체를 다층으로 적층해 완전 투명한 p-n 접합 구조를 구현했다. 이를 통해 응답도(responsivity) 80.1밀리암페어 퍼 와트(mA/W)의 세계 최고 수준 검출 성능을 달성했으며, 기존 광센서의 한계를 뛰어넘는 정밀도와 안정성을 확보했다.

실외 태양광뿐 아니라 흐린 날씨에서도 즉각적이고 안정적인 감지 성능을 보이며, 안경·시계·패치 등 웨어러블 기기에 적용해 개인의 자외선 노출량을 지속적으로 측정할 수 있다. 연구팀은 이를 바탕으로 유비전랩과 함께 블루투스 회로 및 스마트폰 앱을 연동한 자외선 모니터링 시스템도 개발했다.

이 시스템은 실시간으로 자외선 강도를 표시하고, 사용자의 누적 노출량이 위험 수준에 도달하면 경고 알림을 보내는 기능을 갖췄다. 향후 피부·눈 건강 관리 및 맞춤형 자외선 차단 솔루션으로 발전할 가능성이 높다는 평가다.

강성준 교수는 “산화물 반도체 기반의 독창적인 접합 구조 설계는 국내 광센서 및 투명 전자소자 산업의 글로벌 경쟁력 확보에 기여할 것”이라며 “개인 맞춤형 자외선 관리와 예방 중심의 디지털 헬스케어 기술로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.

이번 연구 성과는 세계적 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF 12.5)'에 게재됐다.

수원=김동성 기자 estar@etnews.com

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