'메타물질'로 빛의 속도 조절한다?!
'메타물질'로 빛의 속도 조절한다?!
  • 한다희
  • 승인 2018.05.18 10:15
  • 조회수 4857
  • 댓글 0
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빛은 속도가 느려져야만 원활하게 전기 신호로 전환될 수 있습니다. 전자 소자가 신호를 처리하는 속도에 한계가 있기 때문인데요. 기초과학연구원 김튼튼 연구교수팀이 빛의 속도를 느리게 만들었다가 다시 빠르게 만드는 소자를 개발하는 데 성공했습니다. 

 

그래핀-메타물질 소자 출처: 기초과학연구원
그래핀-메타물질 소자! 출처: 기초과학연구원

원자층 두께의 그래핀과 메타물질을 결합하여 빛의 속도를 능동적으로 조절할 수 있었다는데요. 여기서 메타물질이란 인공 원자로 이뤄진 물질로, 자연계에 존재하지 않는 특성을 구현할 수 있다고 합니다. 

 

연구진은 서로 다른 구조의 금속 인공 원자로 메타물질을 설계했습니다. 두 구조 사이의 위치를 조절해 물질의 굴절률을 급격히 변화시키자 빛의 속도가 느려졌어요.

 

한편, 그래핀을 메타물질과 이온젤 사이에 끼워넣고 전압을 걸자 빛의 속도가 다시 빨라졌는데요. 그래핀에 걸어주는 전압의 세기가 커질수록 메타물질의 특성이 약화되면서 물질의 굴절률이 완만해졌기 때문이라고 합니다.

 

메타물질 구조도 출처: 기초과학연구원
메타물질 구조도. 출처: 기초과학연구원

김튼튼 연구교수는 "이번 연구에서 구현한 소자에는 테라헤르츠 주파수를 갖는 빛(테라파)를 이용하도록 제작되었다"며, "테라파는 차세대 초고속, 대용량 통신 뿐 아니라 이미징 및 분광 기술에도 적용될 수 있어 큰 잠재시장을 갖고 있다"고 밝혔습니다. 한편, 이번 연구 성과는 미국 화학회지가 발행하는 광학분야 전문학술지 <ACS 포토닉스>에 실렸습니다.



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