국내 연구진이 빛을 한 곳으로 모아 40만 배 더 강력하게 만드는 데 성공했다. 빛을 집속하는 기술 중 현재까지 개발된 것 중 가장 정밀해 물리, 화학 등 기초과학 연구자들에게 보탬이 될 것으로 보인다.
김명기, 이용희 KAIST 물리학과 교수 공동연구팀은 빛을 수 나노미터(nm·1nm는 10억분의 1m)급 영역 안으로 집속시킬 수 있는 ‘초 고광밀도 3차원 갭-플라즈몬 안테나’를 개발했다고 15일 밝혔다.
빛을 강하게 만들려면 넓은 면적에 퍼진 빛을 한 점에 모아야 한다. 하지만 빛 자체가 가진 회절(回折) 현상 때문에 수 nm 단위 이하로 빛을 모으는 건 불가능했다.
연구진은 전파 발생장치를 이용해 빛의 회절현상을 상쇄하는 방법으로 빛을 3차원 구조의 4nm급 갭-플라즈몬 안테나를 제작하는데 성공했다. 이를 통해 3차원 나노 공간 안으로 빛을 집속시킨 결과 빛을 모으기 전과 비교해 40만 배 이상 밝은 빛을 만드는 데 성공했다.
연구팀은 이 기술이 데이터 통신 및 정보 처리 분야에 접목되면 인터넷 속도를 현재 가장 빠른 상품보다 1000배 이상 더 빠른 테라헤르츠(THz·1THz는 1초당 1조 번 움직이는 정도) 수준으로 올릴 수 있고, 하드디스크 면적당 용량은 100배까지 늘릴 수 있을 걸로 기대하고 있다.
더불어 전자 현미경 대신 직접 빛을 이용해 분자 이하 크기의 고해상도 이미지를 볼 수 있게 돼 더 정밀한 반도체 제작이 가능해 질 것으로 기대된다. 세포 속을 생생히 볼 수 있게 돼 생명과학 분야 연구 등에도 큰 보탬이 될 걸로 보인다.
김명기 교수는 “간단하고 새로운 아이디어가 기존 2차원 기술을 3차원 공간으로 확대시켰다”며 “정보통신, 데이터 저장, 영상의학, 반도체 공정 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.
연구성과는 미국화학회 나노분야 저널인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 10일자에 게재됐다.
대전=전승민 기자 enhanced@donga.com
출처 : 동아사이언스 http://www.dongascience.com/news/view/7305