동국대 최민재 교수, 고효율·저비용 1550㎚ 단일광자 검출기 개발한다 … 양자통신 상용화 등 기대

동국대학교는 화공생물공학과 최민재 교수가 과학기술정보통신부에서 주관하는 '한우물파기 기초연구' 과제에 선정됐다고 26일 밝혔다. 앞으로 10년간 총 20억 원의 연구비를 지원받는다.

한우물파기 기초연구는 과기부가 2023년 신설한 중장기 지원 프로그램이다. 젊은 연구자가 한 분야에 장기간 몰입해 세계적인 연구 성과를 낼 수 있게 지원한다. 박사학위 취득 후 15년 이내의 이공계 전임교원과 연구원을 대상으로 한다. 올해 총 30개 과제가 선정됐다.

최 교수는 '양자점·실리콘 기반 1550㎚ 상온 구동 단일광자 애벌랜치 다이오드 설계·구현'을 주제로, 연구의 혁신성과 도전성, 장기 연구 가치를 높이 평가받았다.

단일광자 검출은 차세대 양자통신과 양자센싱 기술의 핵심 요소다. 특히 1550㎚ 파장대는 광섬유 기반 통신에 최적화돼 있어 산업적 활용도가 높다. 다만 현재 기술로는 다이오드의 극저온 냉각 필요성, 높은 비용, 낮은 탐지 효율 등 여러 한계가 있어 양자기술의 상업적 확산에 걸림돌로 작용해 왔다.

최 교수는 이번 과제를 통해 양자점 소재와 실리콘 소자를 접목해, 상온에서도 작동되는 고효율·저비용의 1550㎚ 단일광자 검출기를 개발할 계획이다. 기술이 성공적으로 구현되면 양자통신과 양자센서뿐 아니라 자율주행 라이다(LiDAR) 센서, 고해상도 의료 이미징, 보안 통신 등 다양한 분야에서 양자기술 상용화가 가능할 것으로 기대된다.