초록 ▼

□ 연구개요
최근 광학박막(optical thin film) 증착, 설계 및 특성분석 기술은 빠르게 발전하고 있다. 이에 본 연구에서는 나노과학과 나노기술을 광학박막에 활용하여 다양한 나노구조 광학박막을 만들고 새로운 광학 현상을 찾아내는 기초연구를 수행하고 이를 소자로 활용할 수 있는 응용연구를 병행하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 나노패턴 위의 주기적 나노나선과 나노로드 등 메타물질의 구조에 따른 광학적 특성을 전산모의하고 경사입사증착방법으로 제작한 메타물질의 광학적 특성을 측정/비교하는 연구

□ 연구개요
최근 광학박막(optical thin film) 증착, 설계 및 특성분석 기술은 빠르게 발전하고 있다. 이에 본 연구에서는 나노과학과 나노기술을 광학박막에 활용하여 다양한 나노구조 광학박막을 만들고 새로운 광학 현상을 찾아내는 기초연구를 수행하고 이를 소자로 활용할 수 있는 응용연구를 병행하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 나노패턴 위의 주기적 나노나선과 나노로드 등 메타물질의 구조에 따른 광학적 특성을 전산모의하고 경사입사증착방법으로 제작한 메타물질의 광학적 특성을 측정/비교하는 연구분야에서는 적외선파장 영역에서는 나노로드 사이의 간격이 좁을수록 TM파의 투과율이 증가하고 편광분리가 향상되는 것을 갭플라즈몬에 의한 강한 전기장과 어드미턴스 매칭을 사용하여 설명하는 성과를 거두었다.
2.가시광 유기물박막에서 분야에서는 J-aggregate 엑시톤 필름이 가시광 영역에서 Epsilon-near-zero (ENZ) 모드, Epsilon-near-pole(ENP) 모드, 표면 폴라리톤에 의해 흡수가 크게 일어나는 갖는 것을 발견하였다.
3.투명전도성산화물인 ITO 박막을 1D Si 나노패턴 위에 증착하여 쌍곡선메타물질(hyperbolic metamaterial, HMM)을 제작하고, HMM의 fill factor(FF)와 입사빔의 입사각도과 방위각에 따른 HMM의 ENZ 파장과 ENP 파장에서의 흡수를 측정하고 이를 전산모의와 비교하는 연구를 수행하였으며, fill factor와 입사각 및 방위각에 따른 두 공명의 여기 조절, 두 공명 파장의 이동 및 넓은 흡수대역의 증가를 밝혀내었다. 나노구조를 이용한 응용연구에서는 여러 파이버 레이저 파장을 결합하여 시준빔을 만드는 1D 유전체 나노패턴과 유전체 다층박막의 특성을 전산모의하고 제작하여, 고출력 레이저를 여러 개의 저출력 레이저로 구성할 수 있음을 밝혔다.

□ 연구개발결과의 중요성
1. 대면적 wire grid polarizer 제작의 가능성을 열어 놓았으며, 금 나노와이어 패턴을 CRP를 측정할 수 있는 바이오 마커로 활용할 수 있음을 입증하였다.
2.높은 투과율과 편광분리 특성을 가지는 본 연구의 마이크로 WGP를 적외선 검출기의 픽셀에 장착하면 편광물체 인식용 적외선 카메라로 활용할 수 있어 군사용으로도 활용이 높을 것으로 기대된다.
3. 파장 1055 nm 근처의 서로 다른 파이버 레이저 빔을 여러 개 합하여 시준빔으로 만드는 1D 유전체 나노 그레이팅은 spectral beam combiner로 사용될 수 있으며, 레이저 출력을 향상시키는 방법으로 사용된다면 산업용, 군사용 고출력 레이저 시스템의 중요 광부품으로 사용할 수 있다.
4.투명전도성산화물인 ITO 박막을 1D Si 나노패턴 위에 증착하여 제작하고 전산모의한 쌍곡선메타물질에서는 ENZ 공명, ENP 공명, 표면폴라리톤에 의해 광대역 흡수가 이루어졌음을 밝혔으며, fill factor와 입사각에 의해 ENZ와 ENP 공명을 조절할 수 있음을 보여 주었으며. 본 연구결과는 광대역 완전흡수체, 광학 변조기, 광스위칭 등에 활용될 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 1) 나노패턴 위의 주기적 나노나선과 나노로드 등 메타물질의 구조에 따른 광학적 특성을 전산모의하고 경사입사증착방법으로 제작한 메타물질의 광학적 특성을 측정/비교하는 기초연구와 넓은 면적에 제작하여 산업에 활용할 수 있는 메타물질 광학소자로서 wire grid polarizer(WGP)를 개발하는 응용연구의 병행 ... 3
• 2) 금속박막, 투명전도성 박막, 유기물박막, 주기적 나노패턴에서 표면 폴라리톤, Epsilon-near-zero(ENZ) 모드, Epsilon-near-pole(ENP) 모드와 빛과의 상호작용을 이해하고, 흡수가 크게 일어나는 메타물질 시스템을 찾아 광스위칭, 광변조, 광학필터 등 소자제작의 기반 구축 ... 4
• 3) 광통신 영역 플라즈몬 물질인 투명전도성산화 1D ITO 나노패턴의 ENZ 파장과 ENP 파장에서의 기초광학 특성을 연구하며, (ENZ+ENP) 나노구조를 이용하여 광대역에서의 흡수, 광학변조 등에 활용할 수 있는 응용소자와 여러 파이버 레이저 파장을 결합하는 1D 유전체 나노패턴과 유전체 다층박막의 특성 연구 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 5
• 4. 참고문헌 ... 5
• 5. 연구성과 ... 6
• 끝페이지 ... 22