포항공대 노준석 교수팀, 양자광학용 나노안테나 개발

 

과학기술정보통신부는 포항공과대학교 노준석 교수(사진. 과기정통부)팀이 원자수준 해상도의 나노안테나 및 이를 제작하기 위한 나노공정 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

이는 현존하는 나노공정 기술의 한계를 극복하는 연구성과로 극한 나노광학 및 나노생산 기술에 기여할 수 있다는 가능성을 인정받아 세계적인 재료공학 분야 학술지인 ‘머티리얼즈 투데이’ 에 9월 2일 표지논문으로 게재했고, 나노생산 분야 학술지인 '마이크로 시스템즈 & 나노엔지닝어링‘에 9월 21일 게재 예정이다.

연구진은 기존 난제를 해결하기 위해 ‘도미노’ 놀이에서 영감을 얻어 새로운 방식의 ‘연속 도미노 리소그래피*’ 기술을 개발했고, 이를 통해 기존 전자빔 리소그래피에서 제약받는 해상도를 원자수준으로 뾰족하게 만들어 나비넥타이(bowtie) 형태의 나노안테나를 개발하는 데 성공했다.

이 나노안테나는 1nm 이하의 곡률을 갖는 것과 동시에 5nm 정도의 나노갭(nanogap) 공간을 갖고 있으며, 이 미세 공간상의 빛은 5만 배 이상의 세기를 가지며 극한으로 집속(태양표면 에너지 밀도의 100만 배에 해당)한다.

극한 광 집속 나노안테나는 이러한 극한 나노광학 연구뿐 만 아니라, 현재 반도체 및 파운드리 산업에서 가장 중요한 이슈 가운데 하나인 단일 나노미터 수준의 해상도를 갖는 나노리소그래피 기술, 그리고 양자 정보 기술을 위한 고효율 단일 광자 소스 등과 같은 새로운 나노공학 분야를 개척할 수 있을 것으로 기대한다.

이 연구성과는 과기정통부 글로벌프런티어사업(파동에너지극한제어 연구단), 중견연구자지원사업, RLRC사업(자율형자동차부품소재 청색기술 선도연구센터), ERC사업(광기계기술 선도연구센터), 미래소재디스커버리사업, 글로벌박사펠로우십 등의 지원을 받아 수행헸다.