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국내 연구진이 나노미터 수준으로 빛을 모을 수 있는 3차원 광 안테나를 개발했다. 이 기술이 적용될 경우 데이터 통신과 정보처리 속도가 테라헤르츠(THz·1초당 1조번) 수준으로 올라가고 하드디스크 용량도 지금보다 100배나 늘어갈 것으로 기대된다.
김명기(사진)·이용희 KAIST(한국과학기술원) 물리학과 교수 연구팀은 15일 빛을 수 나노미터급 영역안으로 집속시킬 수 있는 초 고광밀도 3차원 갭-플라즈몬 안테나(3D gap-plasmon antenna)를 만들었다고 밝혔다. ‘집속 이온빔 근접 식각’이라는 기술을 도입해 만든 3차원 구조의 4나노미터급 갭-플라즈몬 안테나이다.
빛은 고밀도로 집속시킬수록 다양한 분야에서 활용 가능하다. 그러나 2차원 형태의 플라즈모닉 안테나로는 아무리 작게 빛을 모아도 나머지 한 쪽 방향으로 빛이 퍼지는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 연구 범위를 3차원 공간으로 끌어올리는 데 성공했다.
이 기술은 데이터 통신과 정보 처리 속도 향상, 하드디스크 용량 증대는 물론 전자 현미경 대신 직접 빛을 이용해 분자 이하 크기의 고해상도 이미지를 추출하거나 반도체 공정을 수 나노미터 수준으로 발전시키는 데도 크게 기여할 것으로 분석됐다.
김 교수는 “이번 3차원 플라즈모닉 안테나 기술이은 정보통신, 데이터 저장, 영상의학, 반도체 공정 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것“이라고 자신했다.
이번 연구는 미국화학회의 나노분야 저널인 ‘나노 레터스’ 10일자에 게재됐다.
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