POSTECH 전자전기공학 박사졸업 및 박사후 수료 남승민 (제1저자, 현 조선대학교 전자공학과 조교수), 통합과정 우서현, 박사과정 박지윤 (지도교수: 최수석 교수)으로 구성된

최수석 교수 연구팀이 신축형 다픽셀/색분리 기술을 이용한 프로그램형 스트레쳐블 광학 암호 (Programmable Stretchable Optical Encryption) 기술을 최초로 개발하여 광학분야 최상위 국제 저널인 Springer Nature 의 Light: Science & Applications (LSA) (IF 20.6) 3월 Online 출간되었다.

빠르게 기술이 발전하는 AI 와 Digital 기술에 대응한, 정보의 보안 암호화 기술의 대칭적 필요에 따라서, 더욱 복잡하고 안전한 암호화 기술이 빠르게 요구되고 있다. 이러한 보다 복잡한 조합의 암호화 형성을 위해 최근 빛과 패턴 정보를 혼합하여 특정한 암호형 정보를 필요한 조건에서만 조절하여 사용하고, 기타의 조건에서는 안전하게 감추는 광학 암호화 기술 (Optical Encryption)이 전세계적으로 빠르게 성장하고 있다. 기존의 디지털 암호 (Digital Encryption) 기술의 경우 AI 등의 디지털 연산과 해석의 기술의 발전에 따라 암호화 된 정보에

취약한 문제를 가지고 0과 1의 조합 조건만을 사용하는 전기적 반도체 기술의 경우 암호화의 복잡화가 단순하다는 문제를 가지고 있어 보다 복잡한 조합수와 해독이 어려운 조건의 암호화 기술이 요구되고 있다.

이를 위해, 연구진은 스트레쳐블+멀티 패턴+멀티 Color 라는 3가지의 조절 조합을 모두 혼합한 경우로 복잡성을 극대화 하였고, 스트레칭에 있어서도 단순한 ON/OFF 형의 늘림이 아닌 정확한 특정한 늘림의 정도인 연신율 조건을 세분화하였다. 또한, 패턴의 정보도 4X4의 16개의 조합수를 사용하였고, Color 의 변화도 약 150nm 의 파장의 조건의 연속적인 다중 파장 조건을 혼합하였다. 이를 통해서 다양한 늘림연신의 조건수 X 16개 Pixel 의 조합수 X 150nm 파장 조합수의 혼합의 복잡성의 조합을 구현하였다. 이를 통해, 매우 복잡한 조건에서 Base64 code 와 조합된 암호형 정보를 여러 복잡한 조건에서 한정된 특이 조건에서만 꺼내어 사용하는 것이 가능하게 하였다.

더욱이 연구팀은 이러한 복잡한 조합의 Programmable Optical Encryption을 Stretching 기술과  Color 라는 직관적인 해독화 기술로 사용하여 복잡하면서도 암호조건을 가지고 있는 경우 직관적으로 해독이 가능하게 하였다. 또한, 이를 위한 스트레쳐블 색변화가 가능한 향후 키랄성 액정 엘라스토머(CLCEs)의 소재와 소재의 두께 등의 디지털화 해독이 어려운 소재와 소자적 조합을 구성하여 임의의 전자/전산적/AI등의 디지털 암호 해독 및 해킹을 어렵도록 구성하였다. 향후, 보안 암호화 장치, Optical 연산 및 Analog 연산 등 차세대 새로운 가능성을 제시하며, 향후 다양한 응용 분야에 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 삼성 미래기술 육성재단의 지원사업과 산업기술 평가원의 Stretchable 실증 기술 개발사업의 지원으로 연구가 진행되었다.

Uniform 스트레쳐블 제어 기술 기반 암호화 편광 기술 개발
Advanced Functional Materials 표지 논문 연구 선정

포스텍 전자전기공학과 박사과정 신준혁 (제1저자), 박사과정 양학준, 박지윤, 한상현 (지도교수: 최수석 교수) 으로 구성된 최수석 교수 연구팀이 차세대 신축성 스마트 소재의 다중 픽셀 소자에서 Uniform 스트레쳐블 제어 기술을 개발을 통한 스트레인 변형 감지 및 색상·편광 분리 기능 구현 기술로 융합연구 국제 저널인 Advanced Functional Materials (IF 18.5) 에 Back Cover 표지 연구로 선정되어 online 출간되었다.

기존 스트레쳐블 전자소자는 실용화에 필요한 멀티 픽셀과 대규모 패턴 디자인 구현시 스트레칭 늘림의 위치적 변형이 균일하지 않아 성능이 불안정한 문제가 있었다. 특히, 이러한 문제는 실리콘이나 사람의 피부와 같이 유연한 Intrinsic Stretchable 소재의 접근시 특히 문제가 되고 있다. 따라서, 현재의 스트레쳐블 기술은 Serpentine 구조등과 같은 특이 구조 접근통해서 제한된 범위의 스트레칭이 가능한 Extrinsic Stretchable 기술로 접근되고, 이상적인 Intrinsic 소재의 접근은 멀티패턴과 픽셀형 소자로의 기술적 진전이 어려웠다.

이를 해결하기 위해, 연구진은 Intrinsic Stretchable 소재의 하나로써 고무와 같이 자체적으로 늘어나고, 기계적 변형에 반응하여 색이 변하는 기계변색(Mechanochromic) 컬러 소재를 활용하여 멀티 픽셀 변형을 정밀하게 측정하고 균일하게 스트레칭 변형을 제어하는 기술을 최초로 구현하였다.특히, rigid-island와 소프트 서브스트레이트(soft-substrate) 구조 및 키리가미(kirigami) 패턴과 같은 외부 변형 제어 기술을 적용하여 변형 불균형 문제를 효과적으로 해결하였다. 향후 연구팀의 연구를 활용한  Intrinsic Stretchable 소재에 기반한  Stretchable 기술의 파급과 발전이 기대되고 있다.

추가적으로, Intrinsic Stretchable 소재이면서 광학적 편광성을 조절하는 키랄성 액정 엘라스토머(CLCEs) 멀티 픽셀어레이의 Uniform하고 자유로운 패턴 조절을 적용하여 변형에 따른 색상 분리 및 원편광(Circularly Polarized Light) 선택성을 정밀하게 조절할 수 있음을 입증하였다.이 기술은 신축성 디스플레이, 보안 암호화 장치, 웨어러블 광학 센서 등 차세대 스마트 소재 개발에 새로운 가능성을 제시하며, 향후 동적 색상 및 편광 제어가 요구되는 다양한 응용 분야에 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 삼성 미래기술 육성재단의 지원사업과 산업기술 평가원의 Stretchable Display 개발 및 Stretchable 실증 기술 개발사업의 지원으로 연구가 진행되었다.

포스텍 전자전기공학과 박사과정 임정빈 학생(지도교수: 이남윤 교수) 이 저궤도 위성통신을 위한 시공간 빔포밍 연구로 제31회 삼성 휴먼테크논문대상 Communications & Networks 분야에서 동상을 수상했다.

임정빈 학생의 논문에서는 차세대 저궤도 위성 네트워크에서 발생하는 위성 간 간섭 문제를 해결하기 위해, 전통적인 공간적 빔포밍 기술의 한계를 극복하는 새로운 시공간 빔포밍 기술을 제안했다. 본 연구는 향후 6G 위성통신에서 발생하는 위성간 간섭 문제를 해결하는 원천기술로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

포스텍 전자전기공학과 이남윤 교수 연구실의 졸업생 도희동 박사가 “2025 Andrea Goldsmith Young Scholar Award” 수상자로 선정되었다.

이상은 IEEE Communication Theory Technical Committee (CTTC)에서 수여하는 권위 있는 상으로, 박사 학위를 받은 지 2년 이내의 젊은 연구자 중 통신 이론(Communication Theory) 분야에서 뛰어난 연구 업적을 이룬 연구자에게 주어진다.

특히, 이 상이 제정된 2021년 이후 한국인 수상자는 도희동 박사가 최초로, 연구 성과가 국제적으로도 높은 평가를 받았음을 보여주었다.

포스텍 전자전기공학과 통합과정 이동섭 학생(논문 지도: 홍원빈 교수)이 IEEE European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP) 2025에서 “Traveling Wave Antenna-on-Display featuring Simultaneous 2-D Phase and Frequency Beam Scanning for Integrated Sensing and Communication”이라는 주제로 연구 발표를 진행하며, 세계적인 전자기술 과학 분야의 인공위성 연구와 전자기적 해석을 선도하는 TICRA 재단에서 수여하는 ‘TICRA Travel Grant’를 수상하였다.

매년 TICRA는 전 세계에서 단 8명의 수혜자를 선발하여, 여행 장학금을 제공하는 권위 있는 연구 지원 프로그램으로, 대학원생 뿐만 아니라 모든 지역과 다양한 경력 단계의 연구자들이 지원할 수 있는 경쟁이 치열한 상이다. 따라서 대학원생이 이 상을 수상하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있어, 이번 수상은 이동섭 학생의 연구 성과와 영향력을 국제적으로 인정받은 중요한 성취로 평가된다

이번 학술대회에서 발표된 논문은 Integrated Sensing and Communication (ISAC) 시스템을 위한 Traveling Wave Antenna-on-Display (TWAoD) 개념을 최초로 제안하며, 디스플레이 패널에 통합된 투명 안테나 구조를 활용해 레이더(센싱) 및 통신주파수에서 2D 빔 스캐닝을 구현하는 혁신적인 솔루션을 제시하였다. 기존 ISAC 시스템이 직면한 공간 제약 문제를 해결하고, 단일 안테나로 동시에 레이더 감지와 통신을 수행할 수 있는 가능성을 입증한 본 연구는 전 세계 학계에서 발표된 연구들과 비교해도 차별화된 성능과 혁신성을 갖춘 새로운 패러다임을 제시했다.

포스텍 전자전기공학과 홍원빈 교수 연구실의 석사과정 신현재(반도체대학원), 이지환(전자과)학생이 한국전자파학회가 주최한 2025학년도 동계학술대회에서 “Thin, Multi-layer Dielectric Spectroscopy via Microwave Ellipsometry with a Metalens”를 주제로 “제5회 대학생 창의설계 경진대회”에서 금상을 수상하였다.

본 연구는 다층 유전 박막의 전기적 특성을 분석하는 방법론에 대한 연구로, 메타표면의 응용 가능성을 크게 확장하였다. 특히, 메타렌즈를 활용한 정밀 파면 제어 기술은 기존 타원 계측법이 광학 주파수 대역에 한정되어 있었던 문제를 극복하고, 전파 대역에서도 물질의 비침습/비파괴적 측정을 가능하게 하였다. 이번 연구는 실험 결과와 이론적 모델링을 통해, 다층 유전 박막의 복잡한 전기적 특성을 효과적으로 추출할 수 있음을 입증하였으며, 이로써 향후 메타표면 기반 전파 측정 기술의 새로운 패러다임을 열 것으로 기대된다.

이번 “제5회 대학생 창의설계 경진대회”에 참여한 22편의 논문 중에서 금상을 수상하는 성과를 거두었다.

• 포스텍 전자전기공학과 김경태 교수의 지도 아래 진행된 KAIST 부설 한국과학영재학교(KSA)R&E(Research and Education) 프로그램 연구팀이 제22회 한국과학기술경진대회(KSEF)에서 금상을 수상하고, ISEF(International Science and Engineering Fair) 대한민국 국가대표로 선발되는 성과를 거두었다.
• KSA 소속 R&E 연구팀(고등학생 :신준섭, 신경진, 김상현)은 “드론의 자기장 분석을 통한 탐지” 연구를 수행하여, 기존 드론 탐지 기술의 한계를 분석하고 자기장을 활용한 새로운 탐지 기법을 제안하였다. 드론의 모터 및 전자부품에서 발생하는 자기장을 감지하여 기존 RF 신호 기반 탐지의 한계를 극복하는 새로운 방식을 실험적으로 입증하였다. 특히, 방위각 탐지 실험에서 오차율 0.5% 이내의 높은 정확도를 입증하며, 자기장 기반 탐지가 스텔스 드론 및 광섬유 제어 드론 탐지에 효과적일 가능성을 시사했다.
• 이번 연구는 김경태 교수의 지도 아래 박재현(박사과정) 조교와 함께 진행되었으며, 연구팀은 실험 과정에서 지능형 레이더 시스템 및 신호처리 연구실(IRAS)의 드론 탐지를 위한 체계적인 연구 방법론을 적용하여 의미 있는 성과를 도출했다. 연구팀은 앞으로도 연구를 지속적으로 발전시켜 ISEF에서 국제적인 성과를 거두는 것을 목표로 하고 있다.

포스텍 전자전기공학과 박사과정 한상현 학생 (제 1저자) (지도교수: 최수석 교수)이 Korean Meeting on Information Display (KMID 2025) 에서 “Mechano-Optical Visualization of Strain Distribution in Stretchable Serpentine Structures Using Chiral Liquid Crystal Elastomers”을 주제로 우수발표상을 수상하였다.

이 연구는 기계적인 변형에 의해 구조색이 변하는 카이랄 액정 엘라스토머를 기반으로 하여, 파장 가변을 활용한 스트레쳐블 구조의 변형률 시각화 기술을 구현하였다. 기존 변형률 시각화 기술은 이론과 시뮬레이션을 통한 변형률의 시각화 및 정량적 평가 정보를 제공하여, 실제 실험 소자에서의 평가가 어렵다는 한계가 있었다. 반면, 본 연구는 카이랄 액정 엘라스토머의 기계적인 변형에 따라 스트레쳐블 구조가 변형률에 반응하여 서로 다른 구조색을 보여주는 시각화 기술로 스트레쳐블 설계의 신뢰성을 높였다. 이번 연구의 성과는 디스플레이, 센서, 전자피부, 스마트 의류, 암호화, 패션 등 다양한 응용 분야에 기여할 것으로 기대된다.

본 연구는 삼성전자 미래기술 육성재단의 지원사업과 산업기술 평가원 Stretchable Display 개발 및 Stretchable 실증 기술 개발사업의 지원으로 연구가 진행되었다.