초록 ▼

□ 연구개요
빛을 이용한 나노크기의 광소자 연구는 미래 반도체, 초고속 정보통신, 신재생 에너지 및 의료생명공학 분야의 핵심기술을 제공 할 수 있는 중요한 연구이다. 나노 광소자 및 광전자소자는 다양한 1차원 및 2차원 나노물질을 활용하여 제작되는데, 이들은 우수한 전기적 특성과 광학적 특성을 갖고 있기 때문이다. 또한 저차원 나노물질은 미세 크기 변화에 따라 빛에 반응하는 성질이 따라서 매우 달라질 수 있다. 따라서 저차원 나노물질에 기본적인 광학적 전기적 특성연구가 매우 중요하다. 또한 초소형 고집적 광회로의 구현 및 이들

□ 연구개요
빛을 이용한 나노크기의 광소자 연구는 미래 반도체, 초고속 정보통신, 신재생 에너지 및 의료생명공학 분야의 핵심기술을 제공 할 수 있는 중요한 연구이다. 나노 광소자 및 광전자소자는 다양한 1차원 및 2차원 나노물질을 활용하여 제작되는데, 이들은 우수한 전기적 특성과 광학적 특성을 갖고 있기 때문이다. 또한 저차원 나노물질은 미세 크기 변화에 따라 빛에 반응하는 성질이 따라서 매우 달라질 수 있다. 따라서 저차원 나노물질에 기본적인 광학적 전기적 특성연구가 매우 중요하다. 또한 초소형 고집적 광회로의 구현 및 이들의 실용화를 위해서는 개별 나노물질들 간의 효율적인 결합 및 전기적으로 제어 가능한 광소자의 개발이 필수적이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 연구계획서 상의 다양한 단계별 세부목표를 충실히 수행하며 진행되었다. 먼저 1단계-저차원 나노물질의 광학적 특성분석 과정을 통해서 1차원 실리콘 반도체 나노선이 가시광선 영역에서 갖게 되는 제어 가능한 공진흡수 특성을 조사하였다. 특히 나노선의 절단면 크기에 따른 조절 가능한 파장별 공진 현상 그리고 이를 이용한 광전소자로서의 공진흡수 특성을 조사하였다. 이러한 결과는 광학분야의 저명한 학술지인 Optics Express지에 발표되었다. 또한 다양한 1차원 나노구조들 중 core/shell 구조를 갖는 나노물질들의 플라즈모닉 소자 그리고 메타물질 소자로서의 활용가능성을 살펴보다. 이 결과는 나노과학부분 전문 학술지인 Nano Convergence에 게재되었다. 2단계-고효율 능동형 나노 광전소자의 구조 디자인 및 실제 소자 제작을 통해서는 실제 단일 나노선 광전소자를 제작하고 추가적으로 유전체 및 금속 나노 구조물인 grating 구조를 도입하여 이미 제작된 소자의 광전효율을 극대화 할 수 있는 방법을 개발하였다. 이는 소자의 효율을 극대화할 수 있는 최적화 연구수행의 결과이며 나노 과학기술분야의 저명한 학술지인 Nano Letters에 발표되었다. 3단계-전기구동 저전력 고효율 나노광전소자 제작 및 개발을 통해서는 1차원 나노물질인 금속 나노선과 2차원 나노물질인 그래핀을 결합하여 표며플라즈몬의 발생, 도파 그리고 검출이 가능한 나노 광전소자를 제작하였다. 본 연구는 광소자와 전자소자의 효율적 결합을 위한 연구로써, 미래 초소형 고효율 저전력 광회로의 구현을 위해서는 반드시 필요한 문제 해결형 연구이다. 본 연구는 광학분야의 저명한 학술지인 Optics Letters에 현재 게재를 앞두고 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구수행을 통해서 구현된 결과들은 경제적, 산업적 측면에서 그 활용가치가 높다. 첫째로 저차원 나노물질의 광학적 공진특성을 분석하여 광전소자 구현 시 원하는 파장대역에서 소자의 에너지 효율을 극대화 할 수 있었다. 이들의 이런 향상된 성능은 최종적으로 고밀도 광집적 회로 내에서 소비전력을 크게 낮출 수 있는 중요 요소로 작용할 것이다. 둘째로 본 연구에서 사용된 저차원 나노물질은 성장과정 상의 비용이 비교적 저렴한 화학적 성장방법을 통해 대량으로 합성된 물질로서 대단히 경제적이다. 마지막으로 광소자와 전자소자의 효율적인 결합 연구를 수행함으로써 차세대 광전자회로의 구현을 위한 중요한 기반연구를 수행하였다. 이는 현재 광소자 및 광전자소자 연구가 직면하고 있는 문제에 대한 해결 형 연구로서 보다 높은 수준의 연구수행을 위해서 반드시 필요한 연구이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9