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전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers, v.29 no.9, 2016년, pp.13 - 19
이승열 (한국전자통신연구원)
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 메타물질 기술 분야는 어떤 기술들과 맞물려 더욱 다양하고 유용한 물성을 지니는 메타물질이 개발될 것이라 기대하고 있는가? | 물질 내에서의 빛의 거시적인 특성을 재료 고유의 화학적 특성이 아닌, 기하학적 구조의 물리적 특성만을 이용하여 새로운 특성을 가지는 물질을 설계하는 메타물질 기술 분야는, 분명 미래 기술을 선도하는 기술 중 하나가 될 것이라 생각한다. 특히 최근 발전하는 3D printing 기술, 또 마이크로/나노 크기의 3차원 구조를 만들어내는 Direct laser writing 기술 등과 맞물려, 앞으로는 더욱 다양하고 유용한 물성을 지니는 메타물질들이 개발될 수 있을 것이라고 기대한다. 광 투명화 현상, 초고해상도 디지털 홀로그래피 등을 가능하게 하는 메타물질 연구 분야는 국내에서도 지속적인 지원과 연구가 이루어져야 한다고 생각하는 바이다. | |
| 메타물질은 광범위한 의미로 무엇을 일컫는 말인가? | 메타물질 (metamaterial)이란, ‘더 높은’, ‘초월한’ 과 같은 의미를 지니는 접두어인 meta-와 물질을 나타내는 material이 결합된 신조어이다 [1]. 메타물질은 광범위한 의미로, 기존에 존재하는 물질들을 이용하여 적절한 기하학적 주기 구조를 설계함으로써, 자연상에 존재하지 않는 인위적인 물성을 지니도록 설계 및 제작된 물질을 일컫는다. 초기의 메타물질은 마이크로파 대역에서 시작되었으며, 이는 상대적으로 훨씬 파장이 큰 마이크로파 대역에 맞추어 구조물들을 설계하는 일이 상대적으로 간단했기 때문이다 [2]. | |
| 물질 내 광파의 물성은 어떤 인자에 의하여 결정되는가? | 그러나 마이크로파 및 음파 대비 훨씬 파장이 짧은 광파에 대한 메타물질 설계는 보다 정밀한 수준의 나노 공정 기술들이 확립된 최근에서야 활발한 연구가 진행될 수 있었다. 물질 내 광파의 물성은 매질의 유전율 (permittivity)와 투자율 (permeability)에 의해 결정되므로, 임의의 유전율과 투자율을 가지는 물질을 설계하는 연구가 메타물질 분야에서 많이 이루어졌다. 최근에는 복잡한 3차원 메타물질 공정의 어려움과 실용성 등을 고려하여 2차원 박막 위에 물리적인 원리를 통해 설계된 단위 구조들을 배열하여 만들어지는 메타표면 (metasurface) 구조들에 대한 관심 또한 높아지고 있는 추세이다 [4]. |
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J. B. Pendry et al., "Magnet ism from conductors and enhanced nonlinear phenomena, " IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques vol. 47, pp. 2075-2084, 1999.
J. Li and C. T. Chan, "Double-negative acoustic metamaterial," Physical Review E vol. 70, article 055602, 2004.
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J. B. Pendry, "Negative Refraction Makes a Perfect Lens," Physical Review Letters vol. 85, article 3966, 2000.
D. R. Smith and N. Kroll, "Negative Refractive Index in Left-Handed Materials," Physical Review Letters vol. 85, article 2933, 2000.
D. R. Smith et al, "Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity," Physical Review Letters vol. 84, article 4184, 2000.
C. Rockstuhl et al, "Resonances of splitring resonator metamaterials in the near infrared," Applied Physics B, vol. 84, pp. 219-227, 2006.
Vladimir M. Shalaev, "Optical negativeindex metamaterials," Nature Photonics vol. 1, pp. 41-48, 2007.
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V. A. Fedotov, A. S. Schwanecke, N. I. Zheludev, V. V. Khardikov, and S. L. Prosvirnin, "Asymmetric transmission of light and enantiomerically sensitive plasmon resonance in planar chiral nanostructures," Nano Letters vol. 7, pp. 1996-1999, 2007.
U. Leonhardt, "Optical Conformal Mapping," Science vol. 312, pp. 1777-1780, 2006.
W. Cai, U. K. Chettiar, A. V. Kildishev and V. M. Shalaev, "Optical cloaking with metamaterials," Nature photonics vol. 1, pp. 224-227, 2007.
L. Huang et al, "Three-dimensional optical holography using a plasmonic metasurface," Nature communications vol. 4 doi:10.1038/ncomms3808, 2013.
W. T. Chenetal, "High-Efficiency Broadband Meta-Hologram with Polarization-Controlled Dual Images," Nano Letters vol. 14 pp. 225-230, 2014.
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