그래핀을 이용해 나노미터 크기의 작은 레이저의 색을 자유자재로 바꿀 수 있는 기술이 개발됐다. 빛의 속도로 작동하는 미래의 컴퓨터 '광학 컴퓨터' 개발에 기여할 것으로 기대된다.
미래창조과학부는 박홍규 고려대 교수(사진) 연구팀이 그래핀의 빛을 흡수하는 성질을 이용해 나노미터 크기의 작은 레이저인 나노레이저의 색을 바꾸는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
나노레이저는 수 십에서 수백 나노미터 크기의 빛을 가두는 장치를 이용한 레이저다.
레이저 크기를 줄이면 이를 이용해 새로운 광소자를 만들기 쉽지만, 나노레이저의 경우 빛을 발생시키는 부분과 손실되는 부분을 따로 분리하기 매우 어려운 한계가 있다.
연구팀은 그래핀을 이용해 두 개의 나노레이저를 제작하고, 이 가운데 한쪽 레이저에만 그래핀을 덮어 빛의 발생과 손실을 각각의 레이저에서 분리했다.
그래핀을 덮지 않으면 두 레이저에서 각각 다른 색이 나오지만, 한쪽 레이저에만 그래핀을 덮으면 레이저 빛이 하나로 합쳐지면서 두 레이저 색의 중간색을 관측할 수 있다. 이 과정에서 그래핀의 덮는 면적을 조절하면 레이저 색을 자유롭게 조절할 수 있고, 외부에서 전압을 가하면 그래핀의 광학 흡수특성도 제어할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이 기술은 레이저를 효과적으로 제어할 수 있으며, 광 스위치 구현이 가능해져 광집적회로 설계에 적용할 수 있을 것으로 연구팀은 기대했다.
박홍규 교수는 "그래핀을 이용해 나노레이저의 특성을 제어할 수 있음을 발견한 것으로, 미래 광학컴퓨터 개발 등에 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(지난달 21일자)'에 실렸으며, 미래부와 연구재단의 기초연구사업 지원을 받아 연구가 수행됐다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
