초록 ▼

□ 연구개요
- 테라헤르츠(THz) 파장-에너지 한계극복 초고해상도(~100 nm, 파장 ~0.1 mm x 1/1000) THz 이미징이 실시간으로 가능한 신개념 근접장 플라즈모닉 메가픽셀(~10^6, 기존 1k x 1000) THz 검출기 개발
1) 파장 한계 극복을 위한 근접장 THz EM 해석: 100 nm 급 해상도 구현
2) 에너지 한계 극복 THz 전자소자 연구: 고감도 근접장 THz 검출 융복합 소자 원천기술 개발
3) 초고해상도 다중픽셀 THz 검출기 연구: 메가픽셀 급 실시간 근접장 THz 검출

□ 연구개요
- 테라헤르츠(THz) 파장-에너지 한계극복 초고해상도(~100 nm, 파장 ~0.1 mm x 1/1000) THz 이미징이 실시간으로 가능한 신개념 근접장 플라즈모닉 메가픽셀(~10^6, 기존 1k x 1000) THz 검출기 개발
1) 파장 한계 극복을 위한 근접장 THz EM 해석: 100 nm 급 해상도 구현
2) 에너지 한계 극복 THz 전자소자 연구: 고감도 근접장 THz 검출 융복합 소자 원천기술 개발
3) 초고해상도 다중픽셀 THz 검출기 연구: 메가픽셀 급 실시간 근접장 THz 검출기 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
- 핵심 요소 기술별 세부 연구 결과
: EM 전산모사를 통한 근접장 THz 발생 구조 창안 및 측정 환경 구축을 통한 실험적 검증 완료
: 독창적인 비대칭 구조 (소스 나노-프로브) 디자인 및 검증 완료
: 2DEG 향상을 위한 3차원 Fin 구조의 고이동도 HEMT 채널 구조 설계 완료
: 플라즈모닉 모델링(SPICE)을 통한 고감도 근접장-플라즈모닉 융복합 소자 최적화 완료
: 픽셀 기생성분 최소화 연구를 통한 검출지연시간 분석 및 실험적 검증 완료 (픽셀당 검출지연시간 < 1/{24 fps x 10^6 픽셀} ≃ 40 ns)
: 입력신호 극대화 및 출력 잡음 극소화를 위한 다중픽셀 입출력 신호 커플링 분석 연구 수행 (잡음등가전력 NEP= 검출기 전제 잡음/광반응도 < 1 pW/Hz^0.5)
: 초고해상도(<파장/10^3= 100 nm) 실시간(>24 fps) 이미징 메가픽셀 THz 검출기 제작 및 검증 완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- THz 대역은 전자공학 관점에서 transit mode 기반 동작주파수 한계인 기가헤르츠(GHz) 대역 초고속/초고주파 전자소자 연구로부터, 더 높은 THz 주파수 대역으로 “quantum jump” 할 수 있는 plasma mode 에서의 전자소자 연구를 통해 THz 전자소자 거동을 완전히 이해한다면, 전자공학의 새로운 학문 분야로서 확장 발전
- 광학 기반 근접장 EM 해석 연구를 THz 주파수 대역으로 확장하고 근접장 THz파와 THz 전자소자와의 융합 연구를 통해 해상도-breakthrough 고해상도/실시간 수준의 THz 이미징 검출기를 구현하였으며, 이를 기존의 낮은 해상도 및 제한적 응용 분야를 갖는 THz 이미징 분야의 적용범위를 확장시켜 다양한 응용 분야에서 새로운 breakthrough 기술 개발 가속화 기대.
- 향후 연구개발 성과를 통한 상용화 완료 시, 최초 시스템 구현을 위한 비용 소요 이후에는 기존에 THz 이미징 장치로 상용화된 화합물 소자 기반 THz 검출 장치 가격대비 25%(약 5백 만원) 수준의 비용으로 제작 가능하므로 다양한 물질에 투과 가능하면서도 고해상도의 THz 파 검출 기술의 장점을 이용한 반도체 검사장비 및 지문 인식 센서 등의 기반기술로서 기술이전 및 사업화 기대.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 35