평면 나노물질에 빛을 영원히 가둔다

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 빛을 영원히 가둘 수 있는 새로운 물질을 개발했다. 이 물질이 초소형 반도체 레이저, 고분해능 광필터 등 다양한 고집적형 광소자에 응용될 수 있어 초고효율 광소자개발에 도움이 될 것이라고 연구진은 설명했다.

광주과학기술원(GIST)은 고등광기술연구소의 기철식 수석연구원팀이 현재 나노기술로 제작 가능하며 빛을 영원히 가둘 수 있는 나노평면구조체인 메타표면을 개발했다고 18일 밝혔다.

기철식 수석연구원은 "작고 얇은 평면 구조체인 메타표면은 시간에서 뿐 아니라, 빛을 머리카락 1000분의 1보다 작은 공간에도 가둘 수 있어 향후 나노레이저, 고감도광센서, 양자암호통신기술개발 등에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

기존의 연속준위속박상태에 대한 연구는 모든 주기적 구조의 주파수 배수들인 '퓨리에-조화성분'을 포함해 굴절율이 주기적으로 변하는 구조물을 이용해 주로 진행됐다.

하지만 특정 퓨리에-조화성분을 제거한 메타표면의 연속준위속박상태형성에 대한 연구결과는 이번에 처음이다.

연구진은 광결정에서 연속준위속박상태형성원리에 대한 이론적 연구를 해 왔다. 이번 연구를 통해 퓨리에-조화성분들이 독립적으로 연속준위속박상태형성에 영향을 미친다는 것을 발견했다.

또한, 특정 퓨리에-조화성분들을 조작한 메타표면은 연속준위속박상태형성에 유용함을 알 수 있었다.

이성구 박사후 연구원은 "이번 연구는 퓨리에-조화성분과 연속준위속박상태생성간의 관련성을 이해하고 특정 퓨리에-조화성분이 제거된 제작 가능한 메타표면을 제안한데 의의가 있다"고 설명했다.

이성구 박사, 김성한 박사, 기철식 수석연구원이 참여한 이번 연구는 국제 저명 학술지인 '피지컬 리뷰 레터스'에 4일자 온라인으로 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자