국내연구진, 빛의 세기 1억배 증폭 성공 / 서울대 김대식 교수 "빛의 나노수준 초집속 첫 구현"

서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 파장이 수㎜인 테라헤르츠파 영역의 빛을 폭이 수십나노미터(㎚=10억분의1ｍ)인 금속 나노 구멍(slit)을 통해 통과시켜 빛의 세기를 1억배 증폭시키는 데 성공했다.

서울대 물리천문학부 김대식 교수와 교육과학기술부 지원 우수연구센터인 파장한계광학연구센터 연구진은 24일 파장이 1.5㎜인 테라헤르츠파를 폭이 50㎚에 불과한 금속 나노 구멍을 통해 통과(집속)시키는 실험에 처음으로 성공했다고 밝혔다.

이 연구결과는 '네이처' 자매지로 광학분야 전문학술지인 '네이처 포토닉스(Nature Photonics)' 23일자 인터넷판에 소개됐다.

주기적으로 배열된 금속 나노 구멍을 통해 빛을 통과시킬 때 금속 표면의 전자들이 집단적으로 진동하는 플라�키는 '깔때기효과'를 일으킨다는 것이다.

물이 깔때기를 통과할 때는 좁아진 곳에서 물의 속도가 빨라지지만, 빛의 경우에는 속도가 빨라질 수 없기 때문에 빛의 에너지밀도(세기)가 그만큼 높아지게 된다.

김 교수는 "파장의 1만분의1 밖에 안되는 구멍을 통과할 때 빛은 세기가 원래보다 1억배나 강한 어마어마한 집속도를 갖게된다"며 "이런 센 빛은 비선형성 유도나 얇은 박막 연구, 플라즈몬을 이용한 태양전지 효율 향상 등에 사용될 수 있다"고 말했다.

<사진설명 : 파장이 수㎜인 테라헤르츠파가 폭이 수십㎚인 금속 나노 구멍을 통과하는 모습. 구멍을 통과할 때 빛의 집속도가 1억배 정도 높아진다>

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