나노 크기 3차원 레이저 발생장치 개발

박홍규 고대 교수 "플라즈몬 활용"
주진수 교수도 유-무기 금속 접합

고려대 물리학과 교수들이 표면 플라즈몬 공명 현상(금속 나노구조와 빛의 상호작용)에 관한 논문을 잇따라 발표했다.

박홍규 고려대 물리학과 교수는 미국 하버드대,프랑스 국립학술연구원(CNRS)과 함께 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용해 3차원 나노 크기 레이저 발생장치를 개발했다고 24일 밝혔다. 이 연구 결과는 '나노 레터스' 온라인 속보에 게재됐다.

플라즈몬은 금속 내 자유전자가 집단적으로 진동하는 현상이며, 표면 플라즈몬 공명은 나노 구조의 금속에서 빛의 전자기장과 플라즈몬이 짝지어지면서 광흡수가 일어나는 현상을 말한다.

연구진은 광학적 손실을 최소화할 수 있는 은 나노 구조체를 제작한 후 여기에서 발생하는 레이저 빛을 영하 265도의 극저온에서 20도의 상온까지 온도를 바꿔가며 광학적 특성을 분석했다. 이 실험을 통해 레이저 빛이 표면 플라즈몬에 의한 현상임을 규명했다. 연구진이 표면 플라즈몬 공명을 통해 구현한 3차원 극미세 나노 레이저는 반도체를 구성하는 광소자를 높은 집적도로 구현하는 원천 기술이라는 점에 의미가 있다. 박 교수는 "손톱보다 작은 컴퓨터 등 집적도가 높은 미래 컴퓨터 개발을 앞당길 수 있을 것"이라고 설명했다.

주진수 고려대 물리학과 교수는 표면 플라즈몬 공명을 이용해 나노 크기 유기 플라스틱에 나노 크기 무기 금속을 접합한 '유기-무기 하이브리드 나노 구조체' 개발에 성공했다고 밝혔다. 이 연구 성과는 영국 왕립화학회의 '화학회 총설'에 실렸다. 연구진은 이번에 개발한 구조체가 기존 나노 크기 발광 플라스틱에 비해 발광 효율이 최대 300배 높다고 설명했다. 주 교수는 "향후 광전자 소자에 응용하면 낮은 전력으로 최대의 효율을 낼 수 있는 신개념 소자를 제작할 수 있을 것"이라고 말했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com