전자책 더 선명해진다…메타물질 완전흡수체 개발

전자책 더 선명해진다…메타물질 완전흡수체 개발
한국전자통신연구원 "빛 흡수 대역 최대 10배 넓혀"




(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)은 전보다 선명하고 더 다양한 색상을 표현할 수 있는 메타물질 완전흡수체 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
메타물질은 자연에 있는 물질 구조나 배열 형태를 바꾼 인공 소재다.
이른바 '투명망토'처럼 자연에 없는 특성을 낼 수 있을 것으로 기대를 모은다. 얇거나 작고 가벼운 형태로 다룰 수도 있다.
기존의 메타물질 완전흡수체는 가시광 파장 영역 중 좁은 대역에서만 쓸 수 있었다. 선명한 색상(반사 색상) 구현이 어렵다는 뜻이다.
ETRI 연구진은 흡수 대역폭을 늘려 색 재현율을 높이고, 원하는 색상을 쉽게 제작할 수 있도록 만드는 데 성공했다.
완전흡수체를 구성하는 층의 요소에 변화를 주면서 한계를 극복했다.
흡수체는 주로 금속과 절연체를 이용해 3개의 층으로 만든다.


연구진은 꼭대기 층의 금속을 나노 결정 메타물질 소재로 대체했다.
금속 기반 흡수체의 경우 흡수 대역폭이 28㎚이지만, 나노결정 흡수체는 300㎚까지 넓어졌다.
아울러 연구진은 메타물질 완전흡수체의 두께를 달리하면서 원하는 색을 구현할 수 있게 했다.
공정은 증착이 아닌 용액 방식을 택했다.
대면적에 낮은 공정 비용으로 쉽게 제작할 수 있는 장점이 있다고 연구팀은 설명했다. 유연한 기판 제조 가능성도 높다.
연구팀은 100∼200㎚ 두께에 가로와 세로 각각 2.5㎝ 크기의 은 나노결정 기반 플렉서블 메타 물질을 만들었는데, 이는 하나의 픽셀(pixel)에 적용할 수 있다.
이번 성과는 반사 형 디스플레이 기술 개선에 쓰일 수 있다.
별도의 광원 없이 빛을 이용해 정보를 표시하는 형태로, 눈의 피로가 적어 전자책에 주로 적용된다.


옥외 스크린, 홀로그램, 지폐 위·변조 방지 등에도 활용할 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다.
ETRI ICT 소재연구그룹 홍성훈 박사는 "원할 때마다 마음대로 특성을 변경할 수 있는 능동 메타물질 연구를 이어갈 것"이라며 "흡수 대역을 넓혀 색 재현율을 더 높이는 방법도 찾아낼 계획"이라고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부 가시광 파장용 나노결정 기반 3차원 저손실 메타 소재 개발 사업·3차원 포토 일렉트로닉스 원천기술 개발 사업의 하나로 진행했다.
고려대 김수정 박사과정생이 1 저자로 이름을 올린 논문은 지난 2월 미국화학회 국제학술지 '응용재료 인터페이스'(AMI)에 온라인판에 실렸다.
walden@yna.co.kr
(끝)


<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>