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‘하한선 없는 메타물질’ 광컴퓨터 구현 앞당긴다
‘하한선 없는 메타물질’ 광컴퓨터 구현 앞당긴다
  • 교수신문
  • 승인 2019.10.17 10:36
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POSTECH 노준석 교수팀, 넓은 주파수에서 위상학적 표면파 갖는 새로운 물질 제시

미래형 컴퓨터라 불리는 광컴퓨터는 빛의 특성을 이용하여 논리·연산을 하는 초고속·초대용량의 컴퓨터를 말한다. 정보, 이미지 등을 빛으로 처리하기 위해서는 광학 소자를 동일 기판 위에 집적한 광집적회로가 필요하다. 최근 국내 한 연구팀이 빛의 성질을 원하는 대로 조절할 수 있는 메타물질을 이용하여 광파의 경로를 제어하는 기술을 제시했다. 이 기술은 광집적회로에 응용할 수 있어 광학컴퓨터의 실현이 앞당겨질 것으로 보인다. 

POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 기계공학과·화학공학과 노준석 교수·박사과정 김민경씨 팀이 하한 없이 넓은 광대역 주파수에서 작동하는 위상학적 메타물질을 제시했다. 이 연구 성과는 광학 및 물리 분야 학술지인 ‘어드밴스드 옵티컬 머터리얼스((Advanced Optical Materials)’와 ‘피지컬 리뷰 B(Physical Review B)’에 게재됐다.

이번 연구에서는 하한 없이 특정 주파수 이하의 모든 주파수에서 작동되는 메타물질을 디자인하여 위상학적 표면파의 작동영역을 넓혔다.

또한, 메타물질의 대표적인 장점은 광밴드구조를 조절할 수 있다는 것인데, 이 특성을 활용하면 위상학적으로 다른 광밴드가 ‘점(Nodal point)’이 아닌 ‘면(Nodal Surface)’에서 만날 수 있음을 확인했다. 이와 같이 위상학적 면을 가진 광학적 물질이 제시된 것은 이번 연구가 처음이다. 

구조체의 크기나 간격 또는 격자 모양 등 세부 디자인에 따라 위상학적 특정을 가지기도 하고 잃어버리기도 했던 기존연구와 비교하면 세부 디자인에 관계없이 특성을 유지한다는 것이 특징이다.
 


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