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[IT뉴스]光반도체 핵심 '나노 레이저', 3D 프린터로 찍는 기술 개발

온카뱅크관리자

2026-01-06 12:07:42

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="UZXmg25TMX">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4824177f17a0d55067def8f6759d2f42fbca7801e4ef2c16244878f01bcfecb2" dmcf-pid="u5ZsaV1yLH" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST-POSTECH 연구팀이 3D 프린팅으로 나노 레이저를 직접 인쇄하는 기술을 개발해 초고속 광컴퓨팅 상용화에 한 걸음 다가섰다. 나노 레이저를 형상화한 AI 생성 이미지. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/06/dongascience/20260106120206326lxvv.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="FY7WmeqFMt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/06/dongascience/20260106120206326lxvv.jpg" width="658"></p>
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            KAIST-POSTECH 연구팀이 3D 프린팅으로 나노 레이저를 직접 인쇄하는 기술을 개발해 초고속 광컴퓨팅 상용화에 한 걸음 다가섰다. 나노 레이저를 형상화한 AI 생성 이미지. KAIST 제공
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          <p contents-hash="51900673250b3ca1c39d21e3e09717c33706565122d6f4a6085ddf5da538f682" dmcf-pid="715ONftWJG" dmcf-ptype="general">머리카락보다 가는 공간에서 빛으로 정보를 처리하는 나노 레이저를 반도체 칩 위에 고밀도로 배치할 수 있는 기술이 개발됐다. 복잡한 반도체 제조 공정을 거치지 않고도 차세대 광(光)반도체 핵심 소자를 원하는 위치에 자유롭게 배치할 수 있는 길이 열렸다.</p>
          <p contents-hash="f76c3aa5290acca1033a3d2eb334d5b01018a8c4463ce768dbfb0439f063d4ab" dmcf-pid="zt1Ij4FYiY" dmcf-ptype="general"> KAIST는 김지태 기계공학과 교수팀이 노준석 포스텍 교수팀과 공동으로 초고밀도 광집적회로의 핵심 소자인 '수직형 나노 레이저'를 만드는 초미세 3차원(3D) 프린팅 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 나노 레이저는 거대 인공지능(AI)용 초고속 광컴퓨팅, 양자 암호 통신, 초고해상도 증강현실(AR) 디스플레이 등 미래 첨단 산업의 핵심 소자로 주목받고 있다.</p>
          <p contents-hash="a098761fc11052b2647c7feb3777720a0bca4dd26c2f58079379b566adc15d6e" dmcf-pid="qDER9HwaiW" dmcf-ptype="general">연구 결과는 스치 후 KAIST 기계공학과 박사가 제1저자로 참여해 국제학술지 'ACS 나노(ACS Nano)'에 지난해 12월 6일 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="6c65229179831e633819887687c922b334a1eb15bf8a6bc1f475f5b64f29047e" dmcf-pid="BwDe2XrNiy" dmcf-ptype="general"> 기존 반도체 제조에 쓰이는 리소그래피 공정은 동일한 구조를 대량 생산하는 데는 효과적이다. 하지만 공정이 복잡하고 비용이 많이 들어 소자의 형태나 위치를 자유롭게 변경하기 어렵다는 한계가 있었다. 기존 레이저 대부분은 기판 위에 눕혀진 수평 구조로 제작돼 공간을 많이 차지하고 빛이 아래로 새어 나가 효율이 떨어지는 문제도 있었다.</p>
          <p contents-hash="3da61938ef0030b64b72f64ed041217755002e407bd0d986d03f2408ccaa4cb3" dmcf-pid="brwdVZmjMT" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 차세대 반도체 소재인 '페로브스카이트'를 수직으로 쌓아 올리는 새로운 3D 프린팅 방식을 개발했다. 핵심은 '초미세 전기유체 3D 프린팅' 기술이다. 전압을 이용해 눈에 보이지 않을 만큼 작은 잉크 방울(아토리터, 10⁻¹⁸L)을 정밀하게 제어한다. 연구팀은 재료를 깎아내는 복잡한 공정 없이 원하는 위치에 머리카락보다 훨씬 가는 기둥 모양의 나노 구조물을 수직으로 직접 인쇄하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="aad9bf7e491576754e40ad27b0ffd4bddf1df036e6b5e03aa7a3ea11dcac856b" dmcf-pid="KmrJf5sAJv" dmcf-ptype="general"> 인쇄된 페로브스카이트 나노 구조물의 표면을 매우 매끄럽게 만든 점이 핵심 성과다. 연구팀은 프린팅 과정에 기체상 결정화 제어 기술을 결합해 결정이 거의 하나로 정렬된 고품질 구조를 구현했다. 빛의 손실이 적고 안정적으로 작동하는 '고효율 수직형 나노 레이저'를 완성한 것이다. </p>
          <p contents-hash="2d1854059abb73e5cf308337ed204c1f53af61be0427369535f30cd9602065d8" dmcf-pid="9smi41OcMS" dmcf-ptype="general"> 나노 구조물의 높이를 조절해 레이저가 내는 빛의 색을 정밀하게 바꿀 수 있다는 점도 입증됐다. 연구팀은 육안으로는 보이지 않지만 특수 장비로만 확인할 수 있는 레이저 보안 패턴을 제작해 위조 방지 기술로서의 상용화 가능성도 확인했다.</p>
          <p contents-hash="a1a5eb340f9ac4be0f601eb8bf2b996d98769167531f5a165c6f399c6e6b261c" dmcf-pid="2Osn8tIknl" dmcf-ptype="general"> 김지태 교수는 "복잡한 공정 없이 빛으로 계산하는 반도체를 칩 위에 직접 고밀도로 구현할 수 있게 됐다"며 "초고속 광컴퓨팅과 차세대 보안 기술의 상용화를 앞당길 것"이라고 말했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8f75db01b587094db57c6f20cbd625a4579adc8af9b8718aa699098f6b20680d" dmcf-pid="VIOL6FCEMh" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST-POSTECH 연구팀이 3D 프린팅으로 나노 레이저를 직접 인쇄하는 기술을 개발해 초고속 광컴퓨팅 상용화에 한 걸음 다가섰다. 나노 레이저를 형상화한 AI 생성 이미지. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/06/dongascience/20260106120207577mvfp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="pMwdVZmjiZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/06/dongascience/20260106120207577mvfp.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST-POSTECH 연구팀이 3D 프린팅으로 나노 레이저를 직접 인쇄하는 기술을 개발해 초고속 광컴퓨팅 상용화에 한 걸음 다가섰다. 나노 레이저를 형상화한 AI 생성 이미지. KAIST 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="090017ab6ed1c6c3717c8d08edd4451dfd8d0e9d5e6be2de340d277df61135fd" dmcf-pid="fCIoP3hDJC" dmcf-ptype="general">&lt;참고자료&gt;<br> - doi.org/10.1021/acsnano.5c16906</p>
          <p contents-hash="7818167df45314be2546f749ae0baebb021c1fce119f392b94e9e6588c8fc5b1" dmcf-pid="4hCgQ0lwiI" dmcf-ptype="general">[조가현 기자 gahyun@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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