포항공대 연구팀 메타물질 설계 소프트웨어 무료 배포

포항공대(포스텍) 연구팀이 메타물질을 설계할 수 있는 최적화된 모의실험 프로그램을 개발해 무료로 배포했다.

포항공대 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 윤관호 박사(현 서울과학기술대 생산시스템 및 설계공학과 조교수) 연구팀은 최근 메타물질 설계에 최적화된 오픈소스 전자기 시뮬레이션 프로그램 'MAXIM'을 개발했다.

메타물질은 자연에 존재하는 원자를 모사한 인공원자로 이뤄진 새로운 물질이다.

기존 물질이 제공하지 못하는 음굴절 및 초고굴절 등 다양한 광 특성을 자유자재로 제어할 수 있다.

이런 특성 때문에 메타물질을 이용한 초박막 평면렌즈, 고해상도 홀로그램, 투명망토 등 새로운 광학기기를 구현하기 위한 연구가 전 세계적 관심을 받고 있다.

메타물질 설계에는 주로 유한차분 시간영역(FDTD, Finite-Difference Time-Domain method)에 기반한 상용 전자기파 모의실험 프로그램이 사용되고 있다.

그러나 이 프로그램은 계산 시간이 오래 걸리고 계산 안정성이 낮아 결과 신뢰도가 떨어지며 복잡한 후처리 계산이 필요하다는 한계가 있다.

또 이런 프로그램은 상용 소프트웨어여서 값이 비싸 재정적 여유가 없는 연구자는 사용하기 어렵다.

이에 연구팀은 계산 속도가 빠르고 계산 안정성이 높으며 복잡한 후처리 계산이 필요 없는 오픈소스 전자기 모의실험 프로그램을 개발했다.

이 프로그램은 상용 FDTD 프로그램과 비교한 결과 일반적인 메타물질 계산 결과 차이가 1% 이내로 신뢰도가 높은 것으로 나타났다.

연구팀은 메타물질 연구를 위해 온라인상에 무료로 배포해 누구나 이용할 수 있도록 공유했다.

이 프로그램은 수리물리 및 컴퓨터공학 분야 세계적 학술지 '컴퓨터 피직스 커뮤니케이션즈' 온라인판에 소프트웨어와 함께 소개됐다.

노준석 교수는 "MAXIM은 오픈소스 소프트웨어임에도 불구하고 상용 소프트웨어에 상응하는 수준의 사용자 인터페이스와 계산 정확성을 제공하기 때문에 프로그래밍에 대한 지식이 없는 일반인도 쉽게 사용할 수 있어 접근성이 매우 높다"고 소개했다.

/연합뉴스