포스텍(총장 김도연)은 노준석 기계공학과〃화학공학과 교수, 통합과정 김인기〃정헌영 씨팀이 광학집게나 광학스패너로 활용할 수 있는 소용돌이 빔을 만들어내는 메타렌즈를 개발, 광학 분야 저널인 '나노스케일'에 게재했다고 18일 밝혔다.
노 교수팀은 300㎚ 두께 메타표면으로 소용돌이 빔을 만들어내는 다기능성 메타렌즈를 만들어냈다. 이 렌즈는 머리카락 두께보다 수백 배 얇아 이를 이용한 소자는 단순한 기능성 표면으로 보인다.
수소화 비정질 실리콘으로 만들어진 이 렌즈는 항상 설계한 대로 소용돌이 빔을 특정한 초점에 모을 수도 있고, 회전도 마음대로 조정할 수 있다. 이 소재가 기존 반도체 공정에 자주 사용되는 소재인 만큼, 더 큰 면적의 소자를 제작할 수도 있다는 것이 연구팀의 설명이다.
메타렌즈의 소용돌이 빔을 사용하면 나노크기 아주 작은 입자를 정교하게 움직일 수 있고, 회전시키는 것도 가능하다. 아주 작은 세포를 고정하는데 필요한 광학 집게는 물론, 초소형 전자소자 제작에도 활용할 수 있는 광학 스패너나 모터를 만드는데도 접목시킬 수 있을 것으로 기대된다.
노준석 교수는 “실리콘 메타표면을 이용해 사용자가 원하는 소용돌이 빔을 효율적으로 만들 수 있는 메타렌즈에 관한 것으로 이 설계모델은 앞으로 메타표면을 이용한 광학 소자 설계에 유용하게 활용될 것”이라며 “이번에 개발된 메타렌즈를 바탕으로 광학 집게, 광학 스패너 등 유용한 응용 기술로도 접목시키는 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
