기존 방식 대비 1/1000 이하로 소형화, 적은 비용과 한정된 공간에서의 테라헤르츠파 애플리케이션 개발

로옴(ROHM) 주식회사는 반도체 소자인 공명 터널 다이오드(Resonant Tunneling Diode : RTD)를 사용한 업계 최소 테라헤르츠파 발진 디바이스 및 검출 디바이스의 샘플 제공을 시작했다고 밝혔다.

테라헤르츠파는 비파괴 검사, 의료 및 헬스케어 분야에서의 이미징 및 센싱뿐만 아니라, 향후 초고속 통신 기술에 대한 응용이 기대를 모으고 있다. 



이번에 로옴이 개발한 디바이스는 0.5mm×0.5mm 사이즈의 테라헤르츠파 발진 및 검출용 RTD 소자다. 주파수 320GHz (Typ.), 출력 10µW~20µW의 테라헤르츠파를 발진, 검출할 수 있다.

이 RTD 소자를, LED 등에 사용하는 PLCC 패키지(4.0mm×4.3mm)에 탑재함으로써, 기존 방식의 발진 장치에 비해 체적은 1/1000 이하로 소형화를 실현하여, 한정된 공간에서도 손쉽게 테라헤르츠파 애플리케이션의 개발 환경을 구축할 수 있다.

발진 디바이스 및 검출 디바이스의 안테나 면을 10mm 간격의 대칭으로 배치하는 경우, 다이나믹 레인지에서 40dB (Typ.)의 검출 성능을 얻을 수 있다. 발진 및 검출 디바이스 모두 구동 시의 소비전력을 10mW (Typ.)로 억제하였으며, 실온에서 테라헤르츠파를 발진 및 검출할 수 있어 일부 기존 방식에서 필요로 하는 장치의 냉각도 필요하지 않다. 소형, 저전력, 그리고 사용 환경에 좌우되지 않는 성능으로, 다양한 애플리케이션에서 활용 가능하다. 

로옴은 2024년 10월부터 테라헤르츠파의 발진 및 검출 디바이스의 샘플을, 기존 장치 대비 1/10 수준의 가격(10만엔/개, 세금 불포함)으로 판매를 개시한다. 또한, 연구/개발 환경을 손쉽게 구축할 수 있는 평가 보드 등을 세트로 구성한 평가 키트도 구비하고 있다. 



도쿄공업대학 과학기술 창성 연구원 미래산업기술 연구소 Safumi Suzuki 교수는 "테라헤르츠파는 우수한 특성과 높은 안전성을 바탕으로 이미징 및 센싱, 무선 통신 등 다양한 분야에 대한 응용이 기대를 모으고 있습니다. 그러나, 상용화를 위한 연구 개발에는 대규모 장치와 막대한 비용이 필요합니다"라고 말했다.

또한, "이러한 상황에서 로옴과의 장기간에 걸친 공동 연구를 통해 개발한 RTD 테라헤르츠파 디바이스는 지금까지의 상식을 뒤집는 4.0mm×4.3mm의 극소 사이즈로, 놀라운 저소비전력과 저렴한 도입 비용이 특징입니다. 디바이스 샘플 제공 개시를 통해, 많은 민간 기업 및 연구기관에서 테라헤르츠파 연구를 시작할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다"라고 강조했다.