전자부품연구원, 나노입자 분석에 활용할 수 있는 광산란 신호해석기술 개발

나노입자 분석에 활용할 수 있는 2차원 영상기반 광산란 신호해석기술이 개발됐다.

KETI는 2일 광산란 현상을 이용해 △나노입자 크기 계측 △광학소재 물성 측정 △디스플레이 디바이스 검사 △세포 및 바이오 물질의 특성 측정 등을 할 수 있는 핵심 원천기술을 개발했다고 밝혔다. 광산란(Light scattering)은 빛의 진행 경로에 존재하는 굴절률, 농도, 크기, 밀도 등의 불균일성에 의해 빛의 경로와 세기가 바뀌는 물리적 현상이다.

이번에 KETI 디스플레이 소재부품연구센터 윤범진 박사연구팀이 개발한 원천기술은 디지털카메라를 이용해 2차원 실공간에서 광산란 신호를 측정하고 2차원 퓨리에 해석기법(실공간과 역공간 간의 정보를 변환하고 해석하는 기술)으로 분석하는 원리다. 시료의 변화를 영상을 통해 직관적으로 확인할 수 있음은 물론, 역공간을 활용하는 1차원 해석기술의 다양한 한계점들을 극복할 수 있어 광 산란 해석기술의 응용범위를 크게 넓힐 수 있다

기존 레이저와 광검출기 대신 범용 광원과 디지털 카메라를 사용하기 때문에 조작과 관리가 쉽고 유지보수도 간편해 경제적이다. 또 산란신호 해석의 신뢰성이 크게 향상되고 측정에 소요되는 시간도 대폭 줄었다. 면 단위의 측정을 통해 무한대의 데이터를 한 번에 측정할 수 있기 때문이다. 아울러 기존 나노입자 분석기술의 경우 수 nm의 크기 측정에 최소 30분 이상 걸렸으나, KETI 기술이 상용화된 나노입도분석기의 경우 5분 내 측정이 가능하다.



KETI는 나노입자분석뿐만 아니라 바이오물질·세포의 활동도와 크기 변화 동시 분석, 미세먼지 농도 측정, 디스플레이 품질 측정, 공정 모니터링 분석 등 다양한 분야에 적용하기 위해 후속연구를 진행 중이다. 기술을 개발한 윤범진 박사는 “퓨리에 해석을 통해 얻은 정보로 산란신호의 시·공간적 변화를 추출해 분석하는 것이 개발기술의 핵심”이라며 “앞으로 광산란 신호 응용분야가 크게 확대될 수 있을 것”이라고 말했다.

KETI가 개발한 이번 기술은 미래창조과학부·산업통상자원부가 공동으로 지원하는 ‘나노융합 2020 사업단’의 지원으로 윈포시스로 기술이전 돼 지난해 3분기부터 기존 나노입도 분석기기 대비 절반 가격에 판매되고 있다.

/백주연기자 [e-mail]