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전북대학교 류현성 석사과정생(유연인쇄전자공학과, 로스알라모스-전북대한국공학연구소·지도교수 강래형)이 초박막 구조물의 두께를 보다 정밀하게 측정할 수 있는 새로운 테라헤르츠(THz) 신호처리 알고리즘 연구로 최근 열린 항공우주시스템공학회 춘계학술대회에서 우수발표논문상을 수상했다.
최근 반도체, 디스플레이, 첨단소재 산업이 고도화되면서 마이크로·나노 단위의 얇은 박막 구조물 두께를 정밀하게 측정하는 기술의 중요성이 갈수록 커지고 있다. ‘꿈의 전자파’로 불리는 테라헤르츠파(THz)는 인체에 무해하고 물질 투과성이 뛰어나 차세대 비파괴 검사 기술로 주목받아 왔지만, 매우 얇은 박막을 측정할 때는 입사 피크 신호와 배면 반사 피크 신호가 서로 겹쳐 정확한 신호 분리가 어려운 한계를 지녀왔다.
류현성 대학원생은 이 같은 문제를 해결하기 위해 입사 피크와 바로 맞닿은 1차 배면 반사 피크 대신 중첩의 영향을 받지 않는 2차 및 3차 반사 피크 신호를 활용해 두께를 산출하는 알고리즘을 개발했다.
이를 통해 새로운 유효 굴절률을 도출하고 모델의 정확도를 높여, 기존 방식으로는 정밀 측정이 어려웠던 초박막 구조에서도 효과적으로 두께를 계산할 수 있게 했다.
이번 기법은 극도로 얇은 박막 구조물에서도 신호 간섭 없이 순수한 THz파 신호를 추출할 수 있도록 해 측정 정밀도를 획기적으로 향상시킨다는 점에서 주목받고 있다. 특히 고가의 추가 장비 없이 신호처리 알고리즘의 개선만으로 박막 두께와 결함 측정이 가능하다는 점에서 상용화 가능성도 높게 평가된다.
지도교수인 강래형 교수는 “이번 연구는 기존 테라헤르츠 비파괴 검사 기술이 가진 물리적 한계를 정교한 신호 분석 기법으로 극복해 낸 의미 있는 성과”라며 “향후 반도체 패키징, 유연인쇄전자, 다층 박막 코팅 등 정밀 제조 공정의 실시간 품질 모니터링 분야에 핵심 기술로 활용될 것”이라고 밝혔다.
한편, 이번 수상은 로스알라모스연구소-전북대학교 한국공학연구소 연구팀이 비파괴 검사와 구조 건전성 모니터링 분야에서 축적해 온 기술력을 다시 한 번 입증한 성과로 평가된다.
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