고려대 극미세 나노선 광소자 연구단(단장 박홍규)은 금속 나노 구슬 등의 나노 물질과 광결정 및 플라즈몬 구조 등의 빛을 제어하는 광구조를 결합해 새로운 나노 광소자를 연구, 개발하는 것이 목표다. 이를 활용하면 미세한 빛으로만 작동하는 광컴퓨터, 인간의 체온으로도 구동되는 나노 레이저, 매우 높은 효율의 태양 전지 등을 개발할 수 있어 미래 에너지 소비를 획기적으로 줄일 수 있다.
이 연구단은 3명의 연구 교수와 4명의 대학원생으로 구성됐다. 한국연구재단의 창의연구사업에 선정돼 연간 7억원 이상의 연구비를 지원받는다. 이를 통해 세계적인 수준의 첨단 전자현미경을 구입, 수십 나노미터 크기의 나노 구조를 제작하는 데 활용 중이다. 또 제작된 광소자의 특성을 분석하고 이해하기 위해 30여대의 초고속 컴퓨터를 바탕으로 시뮬레이션할 수 있는 장비를 갖췄다.
성과로는 나노 분야의 세계적인 저널인 ‘네이처 포토닉스’ ‘네이처 머티리얼스’ ‘나노 레터스’ 등에 각각 한 편씩의 논문을 게재했다. 이 중 네이처 포토닉스에 게재한 ‘반도체 나노선에서 방출되는 빛의 방향성을 광결정 광도파로를 이용해 제어하는 연구’는 지난해 교육과학기술부 선정 국가연구개발 우수성과 100선에 선정되기도 했다.
현재는 이 연구단은 금속의 표면을 따라 진행하는 표면 플라즈몬을 이용해 극미세 광소자에 관한 연구를 수행 중이다. 기존 광학 연구에서는 빛의 파장보다 작은 크기의 광소자를 제작하는 것이 불가능했으나, 표면 플라즈몬을 이용하면 물리적 한계를 뛰어넘어 훨씬 더 작은 크기의 광소자를 구현할 수 있다. 또 이를 활용해 세계 처음으로 3차원 극미세 플라즈몬 레이저를 실험적으로 구현, 세계적인 저널에 제출해 심사 중이다.
박홍규 단장은 “나노 분야와 광학 분야를 결합한 새로운 융합 연구가 세계적인 추세를 이루고 있다”면서 “각 분야에 대한 전문 연구 뿐만 아니라 다양한 나노 물질과 광구조를 결합시킨 하이브리드 광구조체를 구현해 신개념의 나노 광학 학문을 이끌겠다”고 말했다.
정지연기자 jyjung@etnews.co.kr
