《새 세기 산업혁명은 본질에 있어서 과학기술혁명이며 첨단돌파에 경제강국건설의 지름길이 있습니다.》
최근 나노과학기술의 발전과 함께 나노구조에서 빛과 재료와의 호상작용에 기초하여 새로운 빛정보기술에 대한 과학연구사업이 세계적으로 활발히 벌어지고있다.
나노구조에서 빛과 재료와의 호상작용에 대한 연구는 정보기술은 물론 생물기술, 재료공학, 의학, 국방공업발전에서 대단히 중요한 역할을 하게 된다. 실례를 들면 나노대역의 높은 집적성을 가진 고감도수감부와 암세포에 직접 작용하는 효능높은 항암약에도 응용될것으로 보고있다. 이뿐아니라 에네르기기술분야에서도 획기적인 전진을 이룩할수 있게 한다. 실례로 빛과 금속나노립자와의 호상작용에 의하여 국부적인 빛의 세기를 대단히 강하게 하여 태양전지의 효률을 비약적으로 높일수 있다. 이 기술을 리용하여 개발된 태양전지는 현재 세계적으로 가장 높은 효률을 기록하였다.
이와 같은 연구와 응용에서 기초로 되는 문제가 바로 나노대역에서 빛 다시말하여 표면플라즈몬폴라리톤을 어떻게 조종하겠는가 하는것이다. 최근년간 표면플라즈몬폴라리톤의 조종에 관한 많은 리론 및 실험론문들이 발표되였으며 실천에도 응용되고있다.
나노구조에서 빛의 조종방법을 보면 크게 두가지 즉 구조적조종방법과 재료적조종방법으로 나누어볼수 있다.
우리는 최근 나노대역에서 빛을 조종하기 위한 여러가지 나노구조들과 전기광학적, 자기광학적, 전광학적 등 각종 조정방법들에 대한 연구를 진행하고 리득매질나노공진기와 결합된 나노도파관에서 표면플라즈몬폴라리톤의 전파를 조종할수 있는 몇가지 방법들을 제안하였다.
나노대역에서 빛을 조종하는 수많은 나노구조중에서 나노공진기와 결합된 나노도파관구조는 나노공진기에서의 나노플라즈몬공명호상작용의 높은 주파수선택성과 주위환경의 변화에 대한 민감성, 그리고 나노도파관과 나노공진기근방에서의 국부빛마당의 높은 국부성으로 하여 고감도, 고집적나노빛소자를 개발할수 있는 최적화된 구조로 인정되고있다.
한편 리득매질을 리용한 나노구조에서의 표면플라즈몬폴라리톤의 조종은 전기광학적, 자기광학적, 전광학적인 나노빛조종방법과 함께 효과적인 빛조종방법으로 되고있으며 이에 대한 연구는 나노플라즈몬구조에서 고유하게 나타나는 표면플라즈몬폴라리톤의 손실보상과 나노구조에서의 광원으로 리용할수 있는 나노레이자, 스페이자개발에서 밝은 전망을 열어주고있다.
우리는 우선 리득매질나노공진기에서 국부표면플라즈몬공진현상의 물림새를 해명함으로써 나노공진기와 결합된 나노도파관에서의 표면플라즈몬폴라리톤의 조종특성의 물리적모형화를 실현할수 있는 물리적기초를 확립하였다.
다음으로 나노공진기-나노도파관결합구조에서 나노공진기의 공진모드에 따르는 리득매질공진기-도파관결합모드리론을 확립하고 구조에서의 표면플라즈몬폴라리톤의 전파특성을 밝히였다.
이와 같은 리론적해석에 기초하여 표면플라즈몬폴라리톤의 조종을 실현할수 있는 리득매질나노공진기-나노도파관구조들을 제안하고 여기서 나타나는 표면플라즈몬폴라리톤조종특성을 밝히였다. 먼저 하나의 리득매질나노공진기와 하나의 나노도파관으로 이루어진 나노구조에서 표면플라즈몬폴라리톤 출력신호의 고우량도증폭과 억제사이의 이행에 기초한 나노플라즈몬스위치를 제안하였다. 다음으로 우와 같은 구조에서 리득매질의 리득곁수조종에 의한 출구신호의 위상변화에 기초한 나노플라즈몬위상변조기를 제안하였다. 또한 리득매질나노공진기를 사이에 두고 결합된 두 나노도파관구조에서 리득매질조종을 통한 두 도파관사이의 결합특성변화에 기초한 나노광학방향성결합기와 나노광학론리문을 제안하였다.
이와 같은 문제들을 해명함으로써 나노도파관에서 리득매질을 리용한 표면플라즈몬폴라리톤의 능동조종방법론을 확립하였다.
우리가 제안한 표면플라즈몬폴라리톤조종구조들은 그자체가 기능성나노빛소자로 리용전망이 크며 나노수감부, 나노집적회로, 나노국부망실현에서 큰 의의를 가진다.
우리의 연구결과들은 세계적으로 권위있는 국제학술잡지인 《Scientific Reports》에 《Plasmonic phase modulator based on novel loss-overcompensated coupling between nanoresonator and waveguide》의 제목으로 발표된것을 비롯하여 4건의 소론문들이 SCI급 국제학술잡지들에 발표되였다.
우리는 현재 자기플라즈몬을 리용한 저에네르기소비 및 초고속빛조종장치, 플라즈몬유도역파라데이효과에 기초한 저에네르기소비 및 초고속 자기기록, 그라펜빛조종장치, 금속나노복합체와 나노도파관에서의 비선형광학적성질, 플라즈몬증폭고차조화발진, 기체빛량자고체섬유에서 비선형광학적효과, 플라즈몬나노구조와 초분자구조에서의 새로운 선형 및 비선형광학적성질에 대한 연구를 진행하고있다.
우리는 앞으로 자기 땅에 발을 붙이고 눈은 세계를 보라고 하신
