인 지 차세대 방사선 센서용 CZT 반도체 대구경 단결정 생성 성공

<용어설명>

■단결정=내부 구성 성분이 규칙적으로 배열된 순수한 고체. 사파이어나 루비 같은 보석, 투명한 소금 등을 말한다.

<사진은 정과부 화상>

국내 연구진이 암 조기 진단을 위한 첨단 방사선 영상장치와 우주 망원경, 차세대 태양전지, 방사선 센서 등의 소재로 각광받고 있는 ‘카드늄아연텔레늄(CZT:CdZnTe) 화합물’의 대구경(大口徑) 단결정 생성에 성공했다.

한국원자력연구원 하장호 박사팀은 Cd(카드늄), Zn(아연), Te(텔레늄) 3가지 원소가 합성된 화합물 반도체 소재인 ‘CZT 화합물’을 지름 2인치(in)의 대구경 단결정으로 성장시켰다고 11일 밝혔다. 이번 성공은 프랑스, 미국, 영국 등에 이어 세계 6번째이다.

연구진은 이 연구에서 고순도 화합물 단결정 성장에 필요한 장비 및 공정 기술을 개발한 뒤 2in급 대구경 CZT 단결정을 만들었다.

CZT 화합물 반도체는 우주 망원경의 감마선 감지 센서, 양전자방출단층촬영장치(PET) 등 핵의료 영상장치용 3차원 영상 방사선 센서, 소형 핵물질 및 동위원소 분석기 감마선 감지 센서, 차세대 태양전지 소재 등에 사용되는 차세대 소자다.

특히 상온에서 별도의 냉각장치 없이도 센서로 동작이 가능하고 소형화도 용이해 차세대 방사선 센서용 원천소재로 주목받고 있다.

방사선 센서 세계 시장 규모는 연간 11억 달러로 매년 10 % 이상 성장하고 있고, 그 중에서도 CZT 센서 시장은 2006년 현재 3000만 달러로 평균보다 빠르게 성장하고 있다.

하장호 박사는 “단결정의 품질 향상과 대량 생산을 위한 공정 기술을 개발해 세계 시장에 단결정을 공급할 계획”이라며 “앞으로 단결정을 활용, 핵종 판별과 선량 측정이 가능한 차세대 방사선 계측기와 부가가치가 높은 방사선 영상 센서 개발을 추진할 계획”이라고 말했다./[e-mail]이재원기자