일본산업뉴스요약

카본으로 발광소자 개발
개척하는 연구인, 마키 히데유키 준교수

카본나노튜브(CNT)에서, 통신파장대의 단일 광자가 실온에서 발생한다. 2015년,「궁극의 암호」라고 알려진 양자암호통신의 광원에, CNT를 사용할 수 있는 가능성이 보였다. CNT의 광원을 사용하면, 통신장치를 큰 폭으로 소형화 할 수 있다. 세계에서 처음으로 이런 성과를 올린 것이, 게이오기쥬쿠대학(慶應義塾大学)의 마키 히데유키(牧英之) 준교수이다.

마키 준교수는 8년전에 혼자서 이 연구에 착수했다. 미래가 보이지 않아 한번 그만둔 적도 있지만, 충실한 연구가 결실을 맺었다. 수 개월 후에는 미국의 연구팀이 똑 같은 성과를 내는 등 경쟁이 치열한 분야이다.

인원과 자금이 풍부한 국내외의 대형 연구팀과 경쟁하기 위해서는, “출발 지점에서, 그들보다도 2보 앞을 내다보지 않으면, 곧바로 추월 당한다.” 라는 위기감을 원동력으로 바꾼다.

현재의 양자암호통신은 장치가 크며 고가인 이유로, 아직 일부만 이용하고 있다. CNT 광원의 도입은 먼 미래가 될 전망이지만, “실리콘 위에 집적 가능하다.” 라고 하는 이점이 있고, 실용화가 된다면, 범용적인 PC에서 양자암호통신을 할 수 있을 가능성이 있다.

연구자인생의 출발점은, 와세다대학의 학생시대에 연구한 산화아연의 발광다이오드(LED)의 연구였다. 박사학위를 취득한 후에는, 이화학연구소에 들어가 질화갈륨의 LED를 연구하고, 그 후에는, 지금으로 이어지는 CNT의 전자소자의 연구로 옮겨졌다.

그러던 중, CNT의 발광을 미국 IBM 등이 세계에서 처음으로 착안했다. CNT의 새로운 가능성을 본 마키 준교수는, 게이오대학으로 옮기는 타이밍에 CNT의 발광소자의 연구도 시작했다.

재료의 폭 넓은 지식을 가지고 있는 것과, 전자소자와 발광소자 각각의 개발경험이 지금의 연구를 지탱한다. 일본에서는 아직, 나노카본 재료의 발광소자를 연구하는 전문가는 거의 없다.

전자소자에서는 최근, CNT 위에 초전도 나노와이어를 만들었다. 하지만, “실용화는 발광소자 쪽이 빠를지도 모른다.” 라고 보고, 현재는 발광소자의 연구에 주력한다. 실리콘 위에 CNT 발광소자와, 그래핀(Graphene) 광검출기도 개발했다. 미래에는, 실리콘 광회로의 안에 이런 카본계 광소자를 탑재할 수 있다고 보고 있다.

물성연구에서 소자의 제작, 계측까지 일관하여 연구하는 것은, “기초연구를 실용화하기까지 지켜보고 싶다.” 라는 이유라고 한다.

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