관련 통계자료 다운로드 자기 보텍스 운동을 이용한 테라헤르츠 발진 개념도
생체 촬영과 흉기탐지, 초고속 무선인터넷 실현 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 초고주파 발진(발생) 기법이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.
포스텍 이후종 교수(물리학과) 연구팀은 고온 초전도(일정 온도에서 전기저항이 없이 전류가 흘러가는 현상) 물질을 이용해 테라헤르츠(㎔)파를 발진(발생)시키는 기법을 개발했다고 15일 밝혔다.
테라헤르츠파는 파장이 적외선과 마이크로파 사이에 속하는 초고주파로 X선보다 안전하게 생체영상을 촬영할 수 있다. 특히 흉기탐지나 물질의 비파괴 검사, 초고속 무선인터넷 등에 광범위하게 적용될 수 있어 현재 선진 각국에서 이 파장 발진 소자 개발에 주력하고 있다. 그러나 테라헤르츠파는 기존의 전자공학적 기법이나 광학적 기법으로는 발진이 어려워 소자개발이 제대로 이뤄지지 못했다.
이 교수 연구팀이 개발해낸 기법은 고온 초전도 단결정에 나노 크기의 층상구조로 형성되는 ‘조지프슨 접합’을 가공해 외부자기장에서 발생하는 ‘조지프슨 보텍스(Josephson vortex, 조지프슨 현상을 통해 발생하는 자기장 소용돌이)’를 이용, 접합에서 테라헤르츠파를 발진시키는 기술이다. 이번 성과는 미국 물리학회가 발간하는 물리학 분야 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터’ 14일자에 발표됐다.
이후종 교수는 “이번 연구성과를 기반으로 테라헤르츠 발진 소자 개발을 앞당기고 국내 초전도체 응용 연구에 큰 도움이 될 것”으로 기대했다.
한편 이번 연구는 지난 5년간 한국과학기술평가원과 과학재단에서 지원받은 국가지정연구실(NRL) 과제와 포스텍 자체 연구지원으로 이뤄졌다.
<용어해설>
◇조지프슨 접합=두 개의 초전도체 사이에 절연물질을 두고 연결시키는 것으로 전압이 높아지면 절연물질이 사이에 있어도 두 초전도체 사이에 전류가 흐르게 된다.
포항=정재훈기자@전자신문, jhoon@