초록 ▼

□ 연구개요
기존 레이저 분광학 기술의 한계 극복을 위해 브로드밴드 적외선 소스기반 실시간 적외선 현미경 개발을 통해 새로운 분광기술 패러다임을 제시함으로써, 여러 광학소자들의 실시간 광학적 물성변화를 연구함.

□ 연구 목표대비 연구결과
￭ SHS 시스템 옵틱 레이아웃 최적화, 파장별 분석해상도 (spectral resolution)과 신호대잡음비 (signal to noise ratio, SNR)와의 상관관계 연구: 각 파장에 따른 방출 스펙트럼의 분석 해상도는 SNR 가 매우 높은 값을 보여줌. SHS 시

□ 연구개요
기존 레이저 분광학 기술의 한계 극복을 위해 브로드밴드 적외선 소스기반 실시간 적외선 현미경 개발을 통해 새로운 분광기술 패러다임을 제시함으로써, 여러 광학소자들의 실시간 광학적 물성변화를 연구함.

□ 연구 목표대비 연구결과
￭ SHS 시스템 옵틱 레이아웃 최적화, 파장별 분석해상도 (spectral resolution)과 신호대잡음비 (signal to noise ratio, SNR)와의 상관관계 연구: 각 파장에 따른 방출 스펙트럼의 분석 해상도는 SNR 가 매우 높은 값을 보여줌. SHS 시스템의 옵틱 레이아웃이 최적화
￭ 인터페이스 프로그램 제어로 인한 최적의 분광조건 확립, 높은 실시간 데이터 처리률(High throughput efficiency) 제어: 실시간 스펙트럼의 변화는 높은 throughput efficiency, 시료 및 샘플의 흡수스펙트럼을 충분히 포함하는 넓은 파장대역 값을 보유함으로써 실시간 분석이라는 효과적 시스템 개발.
￭ 스캔속도 및 이미징의 해상도 향상 연구 연구: 기축적된 브로드밴드 적외선 소소와 1차년도에서 축적된 실시간 분광시스템을 광학현미경에 접목시켜, 실시간 적외선 현미경 시스템을 개발 진행. 브로드밴드 소스는 빔 splitter로 분리되어 하나는 reference로 다른 하나는 샘플로부터 오는 신호로 SHS에 의해 수집 성공적 완료. SHS를 통해 한 줄의 공간정보(spitial)와 한 줄의 파장정보(spectral)가 한번에 수집 완료.
￭ 열수 합성을 통해 rGO 시트와 결합된 β-Ga2O3의 광촉매 성능을 평가: 물질을 실시간으로 분석할 수 있는 제조된 분광소자는 물질 자체의 광흡수 현상을 관찰, 다양한 광촉매 반응을 짧은 간격으로 분석하고 비교. 다양한 광반응 현상을 관찰
￭ 레이저소스 파장과 이미징 공간 해상도와의 상관관계 규명: 샘플들을 기판위 절반만 증착 후, 기판과 증착된 샘플 경계면에서 소스 파장별 공간 해상도 (spatial resolution) 분석 완료.
￭ 광전자소자의 실시간 광학적 성질 변화 연구: 막형 페로브스카이트 (CH₃NH₃PbI₃) 태양전지의 성능저하 실시간 연구 완료, 실시간 할리이드분해의 메카니즘을 적외선 현미경 및 실시간 분광기로 밝혀냄.
￭ 해당 연구성과는 JCR ranking 상위 10%내의 저널 1편, 상위 50%내 2편에 개재

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
❍ 기술적 측면: 본 연구는 브로드밴드 레이저를 이용하여 실시간으로 분광을 가능하게 하는 기술을 제시한 것으로, 분광학에서 그 동안의 한계점이었던 측정속도의 대폭적인 향상을 가져온다는 측면에서 그 중요성이 매우 큼. 이로인해, 광전자소자를 비롯하여 여러 광학, 전자소자들의 분광학 연구분야에서 재료의 실시간 특성분석을 가능하게 하여 소자의 성능 저하 메카니즘을 이해하는데 큰 도움이 될 것임.
❍ 경제 산업적 측면: 레이저분광학은 국내에서 주로 분석의 방안으로 쓰여지고 있지만, 그 원천기술은 미국, 독일을 비롯한 여러 선진국들에게 국한되어 있음. 물질 연구 분야로서의 필요성 뿐 아니라, 향후 원거리 탐지기술로서의 응용 확대가능성을 본다면, 차후 큰 경제, 산업적 가치를 지닐 것임. 안보, 보안에 관한 기술 성장 속도가 상대적으로 부족한 것으로 평가되고 있는 시점에 본 연구는 향후 기술 독립을 위해 반드시 필요함. 구글, Lockheed Martin등이 기술개발중인 무인항공기, 위성등에 쓰이는 LIDAR(light detection and ranging) 시스템 구축을 위한 초석으로서 매우 중요한 경제산업적 가치를 지님.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1. SHS 시스템 옵틱 레이아웃 최적화, 파장별 분석해상도 (spectral resolution)과 신호대잡음비 (signal to noise ratio, SNR)와의 상관관계 연구 ... 5
• 2. 인터페이스 프로그램 제어로 인한 최적의 분광조건 확립, 높은 실시간 데이터 처리률 (High throughput efficiency) 제어 ... 5
• 3. 실시간 적외선 현미경을 통한 광촉매의 실시간 분해능 연구 ... 6
• 4. 광전자소자의 실시간 광학적 성질 변화 연구 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 27