IBS, 느렸다가 빨라갔다가 빛의 속도 조절하는 메타물질 구현

  • 경제/과학
  • IT/과학

IBS, 느렸다가 빨라갔다가 빛의 속도 조절하는 메타물질 구현

차세대 광통신 소자 개발에 도움 기대

  • 승인 2018-05-15 15:28
  • 이해미 기자이해미 기자
연구진이 개발한 빛의 속도
연구진이 개발한 빛의 속도 조절이 가능한 소자와 구조도.
기초과학연구원(IBS 원장 김두철) 나노구조물리 연구단 김튼튼 연구 교수팀이 메타물질과 그래핀을 접합해 빛의 속도를 느리게 만들었다가 다시 빠르게 만드는 소자를 만들었다.

KAIST 기계공학과 민범기 교수 연구진과 공동으로 진행한 이번 연구는 느려진 빛을 능동적으로 제어해 차세대 광통신 소자 개발에 도움이 될 것으로 전망된다.

빛의 속도를 느리게 하는 건 운전 시 브레이크를 밟은 것과 비슷하다. 빛이 전기 신호로 바뀔 때 전자소자의 신호처리 속도 한계 때문에 빛의 속도가 느려져야만 원활한 정보처리가 가능하다.

김튼튼 교수는 “자동차가 고속도로에서 달리던 속도로 도심으로 들어왔고, 신호등을 통해 분해하고 통제해야 하는데, 속도가 빠르면 제어에 어려움이 생긴다. 브레이크를 밟아 속도를 늦춰야 하는 상황처럼 빛도 느려져야 처리가 용이하다”고 설명했다.

연구진은 전자기 유도 투과 현상을 구현하고자 메타물질을 설계해 소자를 제작했다. 인공원자로 이뤄진 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 특성을 구현할 수 있다. 연구진은 금으로 만들어진 뚫린 고리형 구조와 막대구조의 인공 원자를 고분자 형태의 기판에 2개 층으로 나눠 메타물질을 설계했다. 이렇게 만들어진 소자는 수십 마이크로미터의 매우 얇은 두께에도 불구하고 상온에서도 작동해 강한 세기의 제어빛이 없어도 전자기 유도 투과와 유사한 현상이 나타난다.

느려진 빛을 다시 빠르게 제어할 방법도 구현했다. 연구진은 그래핀을 메타물질과 이온젤 사이에 껴 넣고 전압을 걸자 물질의 굴절률이 변화하는 것을 확인했다.

연구진이 구현한 소자는 메타물질로 빛의 속도를 느리게 만들었다가 느려진 빛을 그래핀으로 빠르게 바꿀 수 있다. 한 번 제작되면 정해진 속도만큼만 빛을 느리게 할 수 있었던 기존 메타물질과 비교하면 훨씬 능동적으로 효과적으로 빛의 속도를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

김튼튼 교수는 “효과적으로 빛의 속도를 제어할 수 있어 낮은 에너지로도 구동되는 소자 개발 혹은 능동형 초고속 광 아날로그 디지털 변환기 등과 같은 광통신 발전 기술에 응용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이해미 기자 ham7239@





중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종시 '집현동 행정복지센터' 개청, 주민 불편 해소
  2. '대통령 세종 집무실' 설계 지연… 2029년 문 열 수 있나
  3. 아산시, 36년 묶인 온양상수원 보호구역 해제 '본격화'
  4. 천안시 성거읍 기관단체협의회, 정기회의 개최…지역 현안 논의
  5. 해수부, 2030년 부산 신청사 완공... 핵심 과제 본격 시동
  1. 아산시, 장애인과 비장애인 화합의 운동회 개최
  2. 장종태 "당원 중심 원팀 개혁"… 민주당 대전시당위원장 출사표
  3. "주민이 만들고 함께 나누는 '온주 마을장터' 열린다"
  4. 고용노동부 천안지청, 아산국가산업단지 폭염 대비 민·관 합동 캠페인 실시
  5. 순천향대, 충남 직업계고 취업박람회서 부스운영

헤드라인 뉴스


아산시, 36년 묶인 온양상수원 보호구역 해제 `본격화`

아산시, 36년 묶인 온양상수원 보호구역 해제 '본격화'

아산시가 1990년 지정된 이후 36년 동안 유지되어 온 온양 상수원 보호구역을 해제하기 위한 본격적인 행정 절차에 들어갔다. 17일 시에 따르면, 이달 16일부터 29일까지 장존동 일원에 위치한 상수원보호구역(총 면적 55만 2358㎡)의 해제를 위한 주민 공람 공고를 진행한다. 앞서 시는 보호구역 해제의 핵심 선결 과제였던 온양천 취수원의 생활용수를 공업용수로 전환하는 사업을 추진해 왔으며, 지난 4월 전기시설 구축을 비롯한 관련 기반 공사를 모두 마무리했다. 이번 규제 완화로 그간 발전이 정체됐던 장존동과 좌부동 일대의 개발..

`BRT·CTX` 세종 광역교통 미래는?…5기 시의회 첫 업무보고
'BRT·CTX' 세종 광역교통 미래는?…5기 시의회 첫 업무보고

바로타(BRT·간선급행버스체계)와 충청권 광역급행철도(CTX) 등 세종 광역교통망의 중심축이 될 인프라들이 하나둘 행정절차를 넘어서며 궤도에 진입하고 있다. 행정수도와 충청권 각지를 연계한 교통망 구축에 지역사회의 기대감도 상당한데, 현재로선 일부 사업의 재정 문제 해결이 관건으로 꼽힌다. 세종시의회 도시환경위원회는 16일 5기 원 구성 이후 첫 회의를 열고 교통국에 대한 상반기 추진 실적과 하반기 추진계획 보고를 진행했다. 이 자리에서 이순열 위원장(도담동·더불어민주당)은 현재 추진 중인 광역BRT 사업의 잔액과 계획 등에 대해..

`대통령 세종 집무실` 설계 지연… 2029년 문 열 수 있나
'대통령 세종 집무실' 설계 지연… 2029년 문 열 수 있나

'대통령 세종 집무실' 설계가 두 달 남짓 지연되면서, 2029년 8월 정상 개관 여부에 관심을 모으고 있다. 수도 서울의 상징인 청와대가 완공된 1991년 이후 38년 만에 행정수도 세종에 문을 연다는 의미는 남다르기 때문이다. 국가균형성장과 수도권 과밀 해소란 시대적 과제를 실현하는 한편, 지방분권의 새 장을 마련한다는 뜻에서도 정상 건립은 중요하다. 강주엽 행복청장은 지난 16일 대통령 업무보고를 통해 "현재 설계 과정이 두 달 남짓 지연됐다. 대통령 세종 집무실 건립이 지연되지 않는다고 단정해 말씀드릴 순 없다"라며 "속도가..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 실종된 태극기 실종된 태극기

  • ‘제헌절에 대해 공부해요’ ‘제헌절에 대해 공부해요’

  • 나에게 맞는 대학은? 나에게 맞는 대학은?

  • 초복 앞두고 북적이는 삼계탕집 초복 앞두고 북적이는 삼계탕집