왜곡 없는 비금속 센서로 측정…국내 기업에 기술 이전 한국표준과학연구원(KRISS)은 전자파측정그룹 연구팀이 6세대(6G) 통신 안테나 성능 측정 장비를 국산화하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 광학적 방식을 적용한 비금속 센서 기반 6G 안테나 측정 장비를 개발했다. 안테나 성능은 센서와 일정 거리를 두고 안테나에서 발생하는 전자파를 측정해 평가한다. 기존에는 금속 센서를 이용, 금속 고유의 전자파 반사 특성인 '커플링' 현상이 발생해 측정값에 왜곡이 발생했다. 연구팀은 이 문제를 좁쌀 크기의 비금속 기반 센서로 대체해 해결했다. 안테나 측정 시 센서와의 거리도 기존 수ｍ에서 수mm로 줄여 측정 시간도 10분의 1 이상 단축했다. 기존 측정은 전자파 무향실과 같은 매우 크고 고정된 전용 측정시설에서만 가능했지만, 이번에 개발한 측정 장비는 크기와 중량이 컴퓨터 본체와 유사할 정도로 경량화돼 이동이 쉽고 일반 실험실에서도 측정이 가능하다는 강점이 있다고 연구팀은 설명했다. 표준과학연은 광섬유 통신 및 중계기 분야 기업인 이스트포토닉스에 3억원 규모의 기술료를 받는 조건으로 이전했다. 헬로티 김진희 기자 |
그룹장·실장: ▲ 중소기업협력그룹장 홍석환 ▲ 기술이전그룹장 한성 ▲ 연구전략실장 배성수 ▲ 사업관리실장 백선호 ▲ 예산실장 최홍규 ▲ 재무실장 이정화 ▲ 총무복지실장 김장환 ▲ 구매자산실장 이지현 헬로티 김진희 기자 |
고가 외국산 교정 장비 국산화 보급…"국내 6G 산업 발전 초석" 한국표준과학연구원(KRISS)은 6G 후보 주파수로 유력한 D대역(110∼170GHz)의 전자파 임피던스 측정표준을 개발했다고 25일 밝혔다. 임피던스는 전자파가 진행될 때 받는 저항 정도를 나타내는 지표로, 전자파 측정에서 가장 기본이 되는 값이다. 전자파 측정표준 가운데 가장 필수적인 표준으로, 통신·국방 등 전자파가 사용되는 분야에서 성능평가 기준 역할을 한다. KRISS 전자파측정기반팀은 일본·독일에 이어 D대역 전자파 임피던스 측정표준을 세계 세 번째로 확립하고, 독일과 상호비교를 통해 국제적 동등성도 확보했다. 110GHz 이상의 임피던스 측정표준에 대해 국제 상호비교가 진행된 것은 이번이 최초다. 이번 표준 개발로 다양한 6G 관련 소자·부품 등 성능을 높은 신뢰도로 검증할 수 있게 됐다고 KRISS 측은 설명했다. 6G 뿐만 아니라 국방용 레이더 등 D대역 주파수에서 전자파를 사용하는 모든 분야에 적용할 수도 있다. KRISS는 이번에 개발한 전자파 표준을 산업 현장에 보급하기 위한 D대역 임피던스 교정 장비도 자체 기술로 개발했다. 그동안 임피던스 측정에 사용하는 회로망 분석기
국가과학기술연구회(NST)는 산학연 연구자들을 모아 공통 목표를 연구하는 융합 연구단 4곳이 3일 출범한다고 밝혔다. 융합연구단사업은 30~40여명 연구인력이 주관연구기관에 모여 연구하는 일몰형 연구조직으로 연간 50~80억원 연구비를 3년에서 6년까지 지원하는 사업이다. '재활용 가능한 미래 에어모빌리티 구조용 소재·부품 경량화 플랫폼 기술 개발' 융합연구단은 금속보다 가볍고 재활용할 수 있는 소재·부품 기술을 개발해 개인용 비행체(PAV), 도심항공교통(UAM) 등에 쓰는 것을 목표로 6년간 434억 원을 투입한다. 한국과학기술연구원(KIST)을 중심으로 19개 기관이 참여한다. '초실감 메타버스 구현을 위한 촉감 표준 및 고충실도 통합 햅틱 시스템 개발' 융합연구단은 사람의 인지 기반 촉감 표준시편을 개발해 메타버스 상에서 기준부터 감지까지 일관된 촉감 전달체계를 구축하는 걸 목표로 6년간 390억 원을 투입한다. 한국표준과학연구원을 주관기관으로 10개 기관이 참여한다. '변동성재생에너지 수용성 확대를 위한 다종섹터커플링 핵심기술 개발' 융합연구단은 재생에너지 잉여전력을 전환해 낭비를 줄이고 활용도를 높이는 기술을 개발한다. 한국에너지기술연구원을 중심으
현대 첨단산업의 핵심기술 중 하나는 광기술이다. 광학기기산업협회 자문위원단을 맡은 한국표준과학연구원 이윤우 박사는 새로운 기술혁신은 광산업에서 일어나리라 전망했다. 덧붙여 이런 기술혁신을 대비하기 위해서 광산업 분야 기반을 튼튼히 다져야 한다고 강조한다. Q. 간단히 자기소개 부탁드립니다. A. 저는 한국표준과학연구원 우주광학팀에서 근무하는 이윤우 박사입니다. 1985년에 입사해 현재까지 활동하고 있습니다. 광학 산업의 발전을 위해 광학기기산업협회 자문위원단을 맡았습니다. Q. 광학기기산업과 관련해 어떤 활동을 해오셨습니까? A. 초정밀 광학 부품 및 광학계의 측정 표준 확립 및 보급에 이바지해왔습니다. 카메라 복사기 프로젝션 TV, 평판 디스플레이용 백라이트 비구면 측정 홀로그래픽 렌즈 광학계, 성능평가장치 등 첨단산업용 광학기기도 개발했습니다. 우주산업용 고해상도 위성 카메라 또한 개발했습니다. Q. 현재의 광학기기산업, 어떻게 평가하고 계십니까? A. 현대 첨단산업의 핵심기술은 전자와 광기술이라 생각합니다. 10년 전에는 광산업이 독립적으로 분류되었지만, 지금은 전자 혹은 기계산업의 부품산업으로 축소됐습니다. 우리나라 광산업은 디스플레이를 포함해 매우
화학연·표준연·전북대 연구팀 성과…투명 유연 디스플레이 등에 활용 종이보다 얇은 이차원 박막 반도체를 빛으로 땜질 가공하는 차세대 반도체 기술이 개발됐다. 이차원 박막 반도체는 그래핀처럼 얇은 두께, 투명성, 유연함 등 장점이 있으면서도 그래핀과 달리 반도체 성질을 띠고 있어 2010년 첫 발견 이후 차세대 디스플레이, 광센서·반도체 소자로 주목받고 있다. 21일 한국화학연구원에 따르면 이차원 박막 반도체를 반도체 소자 등으로 활용하려면 표면에 패턴·회로를 만드는 기술, 즉 실시간 패터닝 가공 기술이 필요하다. 하지만 이차원 박막 반도체는 두께가 원자층(0.62㎚ 내외) 정도로 매우 얇아 손상이 잘 된다. 기존 반도체 가공기술인 열 가공·이온 주입·플라스마 등은 박막 표면이 손상될 위험이 있고, 원하는 위치에 패터닝하기 위해서는 추가 비용과 공정이 필요하다. 가공 시간이 수 분에서 수 시간까지 길어져 생산성이 떨어지는 단점도 있다. 화학연 김현우 박사·한국표준과학연구원 신채호 박사·전북대 김태완 교수 공동연구팀은 이차원 박막 반도체 위에 레이저 빛을 쪼아 납땜질하듯이 패터닝하는 가공 기술을 개발했다. 이 기술은 박막 반도체 손상 없이 수초 내 거의 실시간으로
국내외 6G 역량 갖춘 기관과 활발히 협력 … 6G 원천기술 확보 박차 LG전자가 6G 테라헤르츠(THz) 대역에서 실외 320m 무선 데이터 송수신에 성공, 다가오는 6G 시대에도 고객경험 혁신을 이어간다. LG전자는 최근 독일 베를린에 위치한 프라운호퍼 하인리히-헤르츠 연구소에서 6G 테라헤르츠 대역(155~175GHz)을 활용해 실외에서 통신 신호를 320m 거리까지 전송하는 데 성공했다고 밝혔다. 이는 지난해 8월 실외 100m 무선 송수신 성공에 이어, 약 1년 만에 이룬 쾌거다. 당시 LG전자와 프라운호퍼 연구소는 6G 테라헤르츠 대역에서 전력 증폭기를 공동으로 개발, 출력 신호를 세계 최고 수준인 최대 15dBm까지 끌어올린 바 있다. 이번 성공은 일반 도심에서 사용하는 기지국의 셀 커버리지가 250m 수준이라는 점에서 특히 의미가 크다. 실내는 물론, 실외 도심 지역 전반에서 6G 테라헤르츠 통신을 상용화하는데 한 발 더 다가선 셈이다. 6G 테라헤르츠와 같은 초광대역은 주파수 도달거리가 짧고, 안테나 송/수신 과정에서 전력 손실이 심하다. 때문에 이를 해결하기 위한 송신 전력을 끌어올리는 ‘전력 증폭기’와 수신 신호 품질을 향상시키는 ‘수신기
단백질 분자 등 정밀 질량측정 위한 고성능 나노센서에 활용 기대 한국표준과학연구원(KRISS)이 2021년 자체 개발한 소자를 이용해 마이크로파 영역에서 주파수 빗을 생성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. KRISS 양자하이브리드팀이 개발한 이번 기술은 초전도 나노전기역학 소자에 마이크로파 신호를 입력해 주파수 빗을 생성하는 기술이다. 주파수 빗은 여러 개의 주파수 신호가 머리빗처럼 일정하고 조밀한 간격으로 나타나는 현상을 가리킨다. 연구팀이 생성한 주파수 빗살의 간격은 나노역학 소자의 고유 주파수와 일치하기 때문에 이 간격을 측정하면 소자의 미세한 진동 주파수의 변화를 정밀하게 추적할 수 있다. 연구팀은 소자의 초전도 성능을 발현시키기 위해 소자를 액체헬륨냉동기에 넣어 극저온 환경을 구축했다. 이후 마이크로파 신호 생성기로 소자에 단일 주파수 신호를 입력해 주파수 빗 현상을 관측하는 데 성공했다. 기존에 사용된 나노역학소자의 주파수 측정법은 소자에 레이저를 쏘아 반사된 빛의 변화를 기준이 되는 레이저 빛과 간섭시켜 그 신호를 분석하는 방식이다. 이 간섭신호에서 나온 나노역학 소자의 주파수를 실시간으로 추적하기 위해서는 특정 주파수의 전기신호와 비교해야 한다.
우주·항공·국방·에너지 등 핵심 극한산업 설계의 안정성·효율성 향상에 기여 우주 극한환경 견디는 초고온 내열소재 측정 돌파구 확보 한국표준과학연구원(KRISS)이 3,000K(켈빈) 이상의 초고온 환경에서 내열소재의 열물성을 정밀측정할 수 있는 기술을 개발했다. 지난 6월 21일 한국이 발사에 성공한 누리호는 3,773 K에 달하는 초고온 연소가스를 배출해 추진력을 얻었다. 냉각장치를 고려하더라도 발사체에 사용되는 합금소재는 3,000K 이상의 초고온을 견뎌야 한다. 우주 발사체나 항공기 엔진, 핵융합로 등의 극한환경에서는 녹는점이 높은 티타늄, 텅스텐 등의 내열금속소재가 주로 사용된다. 작동 온도가 높을수록 효율이 향상되나, 금속은 고온에서 부피가 팽창하므로 안정적인 설계를 위해서는 소재가 열에 반응하는 성질인 열물성을 정확하게 파악하는 것이 필수적이다. 상용 열물성 측정장치는 시료에 직접 접촉하는 방식으로, 측정 가능한 최고온도가 2,000 K 수준이다. 그보다 높은 온도의 시료는 비접촉식으로 측정해야 정확한 값을 얻을 수 있어 정전기를 통한 공중부양장치를 사용한다. 이 장치는 우리나라 외에 미국, 독일, 중국, 일본 등 항공우주분야 강국들만 보유한 장치
한국표준과학연구원(KRISS)은 지난 20일 세계측정의 날(WMD)을 맞아 원내 기념행사를 개최했다. 세계측정의 날은 1875년 5월 20일 세계 17개국이 프랑스 파리에서 체결한 미터협약을 기념해 지정한 날이다. KRISS를 비롯한 각국의 국가측정표준기관들은 과학과 산업의 기반이 되는 단위와 측정의 중요성을 알리기 위해 매년 새로운 주제로 행사를 개최하고 있다. 미터협약(meter convention)은 미터법 도량형의 제정·보급을 목적으로 1875년 체결한 국제협약으로서, 길이와 질량의 단위를 미터 기반으로 제정한 것이다. 우리나라는 1959년 미터협약에 가입 후, 1964년부터 계량법에 기반해 미터법을 전면 실시했다. 2022년 세계측정의 날 행사는 ‘측정표준, 디지털 세상의 기준(Metrology in the Digital Era)’을 주제로 개최됐다. 이번 주제는 전 세계가 디지털 사회로 이행하고 있는 과정에서 측정표준의 역할을 되짚어보기 위해 선정됐다. 올해 세계측정의 날 기념식에서는 측정과학 및 측정기술 발전에 공헌한 유공자들을 대상으로 과학기술정보통신부 장관 표창, 국가과학기술연구회 이사장상, 한국표준과학연구원 원장 표창이 수여됐다. 이어 ‘디
표준연-성균관대, 피부에 부착해 심전도·체온 실시간 측정하는 전자패치 개발 부작용 없이 24시간 착용할 수 있어 의료용 웨어러블 기기에 활용 가능 한국표준과학연구원(KRISS)과 성균관대학교가 피부에 부착해 생체신호를 측정할 수 있는 의료용 실리콘 전자패치 기술을 개발했다. 이번 기술의 핵심성과는 화학 접착제 없이도 피부 접착력이 우수한 실리콘 전자패치와 탄소나노섬유 기반의 신축성 전극이다. 심전도, 체온 등 생체신호를 24시간 상시 모니터링할 수 있어 의료용 웨어러블 기기 등에 활용할 수 있다. 의료용 웨어러블 기기는 인구 고령화와 심혈관질환의 증가, 비대면 원격의료 확대로 수요가 증가하는 추세다. 특히 심근경색, 협심증, 부정맥 등의 심혈관질환은 전조증상을 환자가 인지하지 못해 치료의 골든타임을 놓치는 경우가 많아, 웨어러블 기기 등을 이용해 생체신호를 상시 모니터링하는 것이 중요하다. 기존의 전자패치는 신체를 움직이거나 피부에 땀과 유분이 발생하면 접착력이 급격히 떨어져 상시 착용이 어렵다. 이를 보완하기 위해 화학접착제를 사용하는 경우 피부 가려움증, 알러지 등의 부작용이 발생할 수 있다. 생체 전기신호를 전달하기 위해 전도성 소재를 사용하나, 화학적
헬로티 이동재 기자 | 한국표준과학연구원(KRISS)가 국내 대기업의 수소전기차 수출에 도움을 줄 수 있는 핵심 기술을 개발했다. KRISS 안전측정연구소 수소에너지소재연구팀은 수소전기차에 사용되는 금속 소재에 대해 저온 고압 수소가스 환경에서 수소취성(Hydrogen environment embrittlement)을 측정할 수 있는 시스템을 개발하고 소재의 성능을 평가하는 데 성공했다. KRISS는 미국, 일본, 독일과 함께 금속 소재의 수소 사용 적합성 평가기술에 대한 국제비교를 완료했다. 수소전기차용 소재의 성능평가 국제공인기술을 확보함에 따라 미국·유럽 등 해외 국가에 국산 소재로 생산된 수소전기차를 수출하는 데 큰 도움이 될 전망이다. 수소가스를 대면하는 소재는 수소취성 손상을 동반한다. 수소취성이란 수소가 금속 등의 소재에 침투해 취성을 일으키는 현상을 말하며, 이로 인해 수소에너지 사용 제품에 치명적인 손상을 주기도 한다. 안전한 수소에너지 활용을 위해서는 사용환경에서 해당 소재의 충분한 성능 확인이 필요하다. 최근 전 세계적으로 친환경 수소전기차가 보급되면서 수소취성을 방지하고 문제를 관리하는 방법론이 대두되고 있다. 특히, 수소전기차에서 수소
헬로티 김진희 기자 | 한국표준과학연구원(KRISS) 광영상측정표준팀은 반도체, 디스플레이, 센서 등에 활용되는 소자 내부구조를 한 번의 측정만으로 실시간 검사하는 데 성공했다. 이번 기술의 가장 큰 특징은 소자를 절단하지 않는 비파괴적 측정방식으로 내부의 층별 두께와 형상을 동시에 측정 가능하다는 것이다. 2020년 KRISS에서 개발한 실시간 나노 소자 측정기술이 점 측정방식으로 두께 측정에만 제한적으로 활용된 것과 달리, 이번 기술은 실시간으로 두께와 형상을 동시에 측정할 수 있어 활용도가 더욱 클 것으로 기대된다. 이번 기술은 한 번의 측정으로 소자 절단면을 직접 들여다보는 것처럼 나노미터급의 정확한 측정이 가능하다. 진동과 온도와 같은 외부 환경 변화에 영향을 적게 받고, 시스템 구성이 복잡하지 않아 생산현장에 장착해 초고속 실시간 검사를 할 수 있다. 박막을 10층 이상 겹겹이 쌓는 적층형 박막 구조물은 반도체, 디스플레이 및 신에너지 산업을 포함한 최첨단 산업에서 초고속화 및 대용량화의 한계를 뛰어넘으며 핵심구성 요소로 활용되고 있다. 그러나 복잡해진 첨단 제조 기술 공정을 뒷받침할 측정기술이 절대적으로 부족해 품질 등 생산성에 문제가 되고 있다
헬로티 김진희 기자 | 한국표준과학연구원(KRISS)은 지난 17일 연구원 행정동에서 ㈜파월코퍼레이션과의 기술이전 협약식을 개최했다. 이번에 기술이전 계약을 체결한 플라즈마 측정 기술은 반도체·디스플레이 공정에 사용되는 플라즈마 변수를 실시간으로 측정하는 기술이다. 반도체 핵심 공정에 사용되는 플라즈마의 상태를 측정하고 안정적으로 유지하는 것은 매우 중요하다. 반도체의 생산성·수익성의 척도인 수율은 곧 반도체 생산 공정의 안정성에 달려있기 때문이다. 기존 플라즈마 측정 센서는 변수를 직접 측정하는 것이 아닌 웨이퍼의 온도 혹은 전압 균일도를 측정하는 간접 측정 방식을 사용했다. 간접 측정 센서는 공정을 멈추고 센서를 삽입해 측정하는 방식이므로 공정 이상을 실시간으로 감지하기 어렵고, 수율을 떨어뜨린다는 단점이 있었다. KRISS 이효창 선임연구원·김정형 책임연구원이 개발한 플라즈마 측정 기술은 가동 장비를 멈추지 않고도 공정에 사용되는 플라즈마 밀도값 및 균일도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 측정 불확도 또한 2% 이내로 세계 최고 수준이다. 이번 기술이전을 통해 양 기관은 평면형 플라즈마 측정 기술이 적용된 정전 척(ESC) 개발에 힘을 모을 예정이다.
헬로티 이동재 기자 | 리튬이온 배터리는 이미 소형 가전, IT 기기부터 전기차까지 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다. 현재는 더 빨리 충전되고 더 오래가며, 무게가 가볍고 높은 출력 밀도를 갖는 차세대 배터리의 수요가 급증하고 있다. 미래 에너지 소재는 향상된 특성 뿐만 아니라 친환경적인 요인도 함께 고려되어야 하므로, 이를 만족하는 이차전지 소재의 연구 및 개발이 요구되고 있다. 산화철은 지구에 풍부하게 존재하며, 독성이 적고 화학적으로도 매우 안정된 물질이기 때문에 리튬이온 배터리 소재로 다양한 연구가 진행돼왔다. 산화철을 비롯한 전이금속산화물은 충·방전에서 많은 개수의 리튬이온을 이용할 수 있어서 기존 흑연 소재보다 3배에서 4배 정도 큰 용량을 갖는 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 낮은 리튬 이동도, 큰 부피 변화, 낮은 초기 쿨롱 효율 등의 단점 때문에 실제 개발은 매우 제한적이다. 한국표준과학연구원(KRISS) 소재융합측정연구소 EM나노메트롤로지팀과 건국대학교 김연호 교수 연구팀은 리튬이온 배터리의 초기 쿨롱 효율과 용량을 획기적으로 향상한 산화철 나노구조체를 개발했다. 쿨롱 효율은 최근에 충전을 완료한 용량이 바로 그 전에 충전을 완료
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