DGIST 바이오융합연구부 김현민 책임연구원(왼쪽), 신물질과학전공 이재동 교수(오른쪽), 제1저자 김영재 박사 후 연구원(앞). 디지스트 제공.

국내 연구진이 더욱 밝고 다양한 빛을 고효율로 생성 가능한 빛 파장 변환 메커니즘을 발견했습니다.

디지스트는 신물질과학전공 이재동 교수 연구팀과 바이오융합연구부 김현민 박사 연구팀이 이차원 반도체 물질인 이셀레늄화텅스텐이 갖는 특정한 빛 파장 주파수를 조합해 다양한 빛과 밝기를 변환할 수 있는 ‘이중공명 합 주파수 생성’ 방법을 최초로 발견했다고 밝혔습니다.

빛에너지는 진동을 하는 다양한 주파수를 갖고 있으며, 빛의 원리를 이용해 반도체 물질이 가진 주파수를 활용한 광연구가 다각도로 진행 되고 있습니다.

디지스트 연구팀은 차세대 반도체소재로 각광받는 이차원 물질인 이셀레늄화텅스텐이 가시광선에 반응하면서 빛 흡수율이 높아 여러 개의 공명 주파수를 갖는 특성에 주목했다.

연구팀은 이셀레늄화텅스텐에 입사되는 두 개의 광펄스를 같은 출력으로 조절해 더욱 강력한 두 개의 공명이 동시에 발생하는 것을 확인했습니다.

이를 통해 색의 변환과 더불어 극대화된 고출력의 광펄스가 방출됨을 확인할 수 있었습니다.

이번 성과는 단일공명을 활용한 기존 방식에 비해 2개의 공명을 이용해 빛의 파장이 20배 이상 손쉽게 증폭 가능했기 때문에 다양한 광학기술에 활용 가능한 무궁한 잠재성을 갖고 있습니다.

디지스트 신물질과학전공 이재동 교수는 “빛의 출력 증폭과 고효율로 빛의 색 변환이 이차원 물질에서 손쉽게 가능함을 규명했다”고 말했습니다.

바이오융합연구부 김현민 박사는 “이번 성과는 더욱 다양한 물질로의 응용이 가능해 고차원 광변형 기술과 광통신 플랫폼의 발전 등 새로운 연구를 위한 초석이 될 것”이라고 소감을 밝혔습니다.

이번 연구는 디지스트 신물질과학연구소의 김영재 박사가 제1저자로 참여했으며, 나노 과학·기술 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 5월 18일자 온라인판에 게재됐습니다.

 

 
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