삼성전자, 피폭량 90% 줄인 고감도 X-레이 디텍터 기술 개발

페로브스카이트 X-ray 디텍터 연구 그래픽.

[이데일리 양희동 기자] 삼성전자(005930) 종합기술원은 김용철·한인택 연구팀이 CT(컴퓨터 단층촬영) 등 X-ray 의료 영상 촬영시 방사선 피폭량을 10분의 1 이하로 줄일 수 있는 디텍터 소재를 성균관대 화학공학부 박남규 교수와 공동연구를 통해 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구성과는 과학저널인 ‘네이처’ 온라인에 ‘유기금속 페로브스카이트를 이용한 대면적·저선량 X-ray 디텍터’라는 제목으로 게재됐다.

삼성전자와 연구진은 기존 X-ray 평판 디텍터에 비해 X-ray 감도가 20배 이상 뛰어난 동시에 생산 가격도 훨씬 저렴한 페로브스카이트 반도체 소재를 개발했다. 이를 통해 피폭량을 대폭 줄이면서도 저렴한 저선량 X-ray 디텍터를 구현했다. 감도가 높기 때문에 훨씬 적은 X-ray 조사량으로도 의료영상을 확보할 수 있다.

반도체를 만들 때 쓰는 공정인 진공 증착법을 사용해 만드는 기존 디텍터는 기술적 한계 때문에 대면적으로 만들기 힘들었다. 하지만 이번에 개발한 소재는 액상 공정을 통해 얼마든지 대면적으로 확장할 수 있다. 이 기술이 상용화되면 전신을 한번에 찍을 수 있는 X-ray 기기도 만들 수 있다.

인체를 투과한 X선을 사진이나 영상으로 변환하는 X-ray 디텍터는 필름에서 디지털 평판 디텍터로 발전해 왔다. 그러나 비싼 가격과 높은 방사선 피폭량이라는 한계점을 가지고 있어, 미국과 EU(유럽연합) 등을 중심으로 X-ray 피폭량 저감을 위한 프로젝트들이 광범위하게 진행돼 왔다.

한인택 삼성전자 종합기술원 상무는 “페로브스카이트 소재를 투과 성질이 매우 높은 엑스선에 적용하기 위해서는 태양전지의 1000배 이상 두께가 필요하고 동시에 엑스선에 의해 변환된 전기신호를 잘 보존하는 성능확보가 필수”라며 “이번에 개발한 새로운 합성 방법은 이를 모두 만족 시킬 수 있다”고 설명했다.

삼성전자 종합기술원 김용철 박사(전문연구원)는 “아직 남아 있는 기술적 문제들이 개선되면 방사선 피폭량을 현재의 10분의 1 이하로 줄인 X-ray 의료영상 기술로 발전할 수 있을 것”으로 말했다.