서울·강원대 연구팀과 함께

‘제로 갭 구조’ 제작공정 성공

“나노기술의 한계 극복” 평가

▲ UNIST 물리학과 연구팀. 왼쪽부터 바다데브 다스 연구원, 윤형석 연구원, 김대식 교수.
국내 연구진이 금속의 미세한 틈을 이용해 고효율 광학소자를 개발하는데 성공했다. 나노공정 기술의 한계를 극복했다는 평가다.

UNIST(울산과학기술원)는 물리학과의 김대식 특훈교수팀이 서울대, 강원대 연구팀과 함께 0나노미터(10-9m)부터 시작하는 초미세 틈 구조 제작 공정을 개발했다고 15일 밝혔다. 이 ‘제로 갭 구조’를 잘 휘어지는 기판에 만들면 안테나 등에 쓸 수 있는 초고효율 광학 능동소자로 작동한다.

연구진이 개발한 제로 갭 구조는 얇은 금속 층으로 이뤄져있다. 기판위에 두 금속 층을 서로 인접하게 쌓을(증착) 경우 경계면에서만 초미세 균열이 생기는 원리를 이용했다.

같은 금속 물질을 서로 다른 조건에서 기판 위에 쌓았기 때문에 이 같은 현상이 발생한다. 기판을 휘게 해 당기는 힘(장력)을 가하면 0나노미터에 가까운 틈새가 생기지만 장력을 제거하면 두 금속 층이 연결된 상태가 된다. 이처럼 열고 닫을 수 있는 제로 갭(틈) 구조는 전자기파(빛) 투과도가 1에 가까운 ‘온(on)’과 10-5 정도인 ‘오프(off)’ 상태를 오가는 능동 광학 소자로 쓸 수 있다.

0나노미터 광학소자 제작 기술은 반도체 소자 제작에도 쓰일 수 있다. 삼성, 인텔, TSMC 등의 반도체 기업의 소자 집적화 기술이 한계에 이른 상황에서 이를 극복할 차세대 기술로 응용 가능하다.

한편 이번 연구는 광학소자 분야의 세계적인 저널 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼즈’에 지난달 24일자로 공개됐다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr

 

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