카이스트, '온-디바이스' 암호화 광통신 소자 기술 개발

[녹색경제신문 = 이지웅 기자] 조힘찬 카이스트 신소재공학과 교수 연구팀이 임경근 국가과학기술연구회 산하 한국표준과학연구원 박사와 협력해 ‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’ 기술을 개발했다.

연구팀은 친환경 양자점을 이용해 고효율 발광 트라이오드 소자를 만들었다. 연구팀이 개발한 소자는 전기장을 이용해 빛을 발생시키는 장치다. 특히 핀홀 영역에 전기장이 집중되고 전극 너머로 투과되는데, 이 때 해당 소자는 두 가지 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있다.

연구팀은 이러한 원리를 이용해 ‘온-디바이스 암호화 광송신 소자’라는 기술을 개발했다. 해당 기술은 기기 자체에서 정보를 빛으로 바꾸는 동시에 암호화를 진행한다. 복잡한 별도의 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송이 가능하다.

외부양자효율(EQE)은 전기를 얼마나 효율적으로 빛으로 변환하는지 나타내는 지표다. 상용화를 위한 기준은 일반적으로 약 20% 수준이다. 이번에 개발된 소자는 17.4%의 EQE를 기록했다. 휘도(luminance) 또한 스마트폰 OLED 화면의 최대 밝기인 2,000nit를 크게 웃도는 29,000nit라는 수치를 보였다. 

연구팀은 해당 소자가 어떻게 정보를 빛으로 바꾸는지를 더 정확히 이해하기 위해 ‘과도 전계 발광 분석’이라는 방법을 사용했다. 아주 짧은 시간 동안 전압을 순간적으로 인가했을 때 소자에서 발생하는 발광 특성을 분석했다. 이를 통해 수백 나노초 단위에서 소자 내 전하들의 이동을 분석해 단일 소자 내에서 구현되는 이중채널 광변조의 작동 메커니즘을 규명했다.

조힘찬 교수는 “이번 연구는 기존의 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신 속도를 높이면서도 보안능력을 향상할 수 있는 새로운 통신 플랫폼을 제시했다”며 “추가 장비 없이도 보안을 강화하면서 암호화와 송신을 동시에 구현하는 이번 기술은 향후 보안이 중요한 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라 밝혔다.