[사진 1. (왼쪽부터) 안종현 교수, 김범진 박사과정생]

전기전자공학과 안종현 교수와 김범진 박사과정생이 자유롭게 휘어질 수 있는 고성능 디지털 X-ray 검출기를 개발했다. 

이번 연구는 안종현 교수팀이 주도하고, 홍콩이공대학교 양차이(Yang Chai) 교수 연구팀과의 국제 공동연구로 진행됐으며, 연구 결과는 전자기술 분야의 세계적 권위 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics, IF 34.5, 상위 0.1%)’에 1월 22일 온라인판으로 게재됐다.

현재 병원과 산업 현장에서 사용되는 디지털 X-ray 검출기는 대부분 유리 기판 기반 위에 실리콘 반도체를 사용해 제작된다. 이러한 검출기는 기계적 유연성이 떨어지며, 고정된 평면 구조로 인해 곡면 촬영 시 이미지 왜곡과 비균일성 문제가 발생한다. 이는 신체 내부의 미세 구조나 결함을 정확히 진단하기 어렵게 만들어, 의료 및 산업 분야에서 큰 한계로 작용해 왔다.

특히 현재 상용화된 실리콘 기반 X-ray 검출기는 광반응성이 0.4~0.7A/W로 낮아, 저선량 X-ray 환경에서 고품질 이미지를 생성하는 데 한계가 있다. 이로 인해 환자가 불필요하게 높은 방사선에 노출될 가능성이 커지고, 신체 내부의 정밀한 세부 구조를 포착하는 데 어려움을 겪었다.
 

[그림 1. 이차원 소재 기반 유연 X-ray 검출기 및 이를 활용한 상용회로의 X-ray 이미지]

새롭게 개발된 검출기는 곡면 구조에도 자연스럽게 밀착되며, 기존 검출기에서 나타났던 이미지 왜곡 및 비균일성 문제를 획기적으로 개선했다. 또한, 높은 유연성을 바탕으로 곡면 촬영에서의 활용 가능성을 크게 확장했다.

또한 연구팀은 디지털 X-ray 검출기에 인공지능(AI) 기술을 접목해, 검출기 고유의 노이즈를 효과적으로 제거하는 데 성공했다. 이를 통해 더욱 선명하고 정밀한 X-ray 이미지를 구현해, 의료 진단과 산업용 비파괴 검사 모두에서 안전성과 효율성을 크게 향상시킬 것으로 기대된다.

연구를 주도한 안종현 교수는 “유연한 디지털 X-ray 검출기는 의료와 산업에서 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 지닌 기술”이라며, “앞으로도 이차원 소재를 기반으로 한 기술 개발을 통해 다양한 분야에서 새로운 가능성을 열어나갈 것”이라고 밝혔다.