라이파이(Li-Fi) 기술의 한계를 뛰어넘는 새로운 플랫폼이 제시됐다.

KAIST는 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀과 한국표준과학연구원 임경근 박사가 협력해 라이파이 활용을 위한 ‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’ 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 라이파이는 LED 불빛처럼 눈에 보이는 빛인 가시광선 대역(400~800 ㎔)을 활용한 무선통신 기술로 기존 와이파이(Wi-Fi)보다 최대 100배 빠른 속도(최대 224Gbps)를 제공하고 주파수 할당의 제약이 없을 뿐만 아니라 전파 혼신 문제도 적지만 누구나 접근이 가능해 보안에는 상대적으로 취약한데 기존 광통신 소자의 한계를 뛰어넘는 기술을 내놓은 거다.

연구팀은 친환경 양자점(독성이 적고 지속 가능한 소재)을 이용해 고효율 발광 트라이오드 소자를 만들었고 이에 기반해 ‘온-디바이스 암호화 광송신 소자’를 개발했다. 이 기술의 핵심은 기기 자체에서 정보를 빛으로 바꾸면서 동시에 암호화까지 한다는 점이다. 복잡한 별도의 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송이 가능하다.

연구팀은 또 이 소자가 어떻게 정보를 빛으로 바꾸는지를 더 정확히 이해하기 위해 ‘과도 전계 발광 분석’이라는 방법을 사용해 수백 나노초 단위의 아주 짧은 시간 동안 전압을 순간적으로 인가했을 때 소자에서 발생하는 발광 특성을 분석했다. 이 분석을 통해 소자 내 전하들의 이동을 분석, 단일 소자 내에서 구현되는 이중채널 광변조의 작동 메커니즘을 규명했다.

조 교수는 “추가 장비 없이도 보안을 강화하면서 암호화와 송신을 동시에 구현하는 이 기술은 향후 보안이 중요한 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’ 5월 30일자에 게재됐다.

이기준 기자 lkj@ggilbo.com