빛 손실 큰 그래핀 단점 역으로 활용·미래 광컴퓨터 구현 기대
[일간투데이 엄수연 기자] 빛을 흡수하는 성질을 가진 그래핀을 활용해 나노레이저의 컬러를 바꿀 수 있는 기술이 개발됐다.
그래핀이란 탄소 원자로 만들어진 원자 크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재를 말한다. 열전도성이 뛰어나고 투명하며 신축성도 뛰어나 활용 분야가 매우 다양하다. 그러나 빛을 흡수하는 성질 때문에 빛을 이용하는 광소자엔 사용되기 힘들다고 알려져 있다.
연구자들은 광학컴퓨터 개발을 위해 힘써오고 있다. 광학컴퓨터란 광신호로 작용하는 논리소자를 사용해서 신호를 구성해, 전자가 아닌 빛에 의해 연산을 하는 컴퓨터를 말한다. 이 컴퓨터는 빛으로만 동작하므로 속도가 매우 빠르고 에너지 효율이 높은 것이 특징이다.
정보와 이미지 등을 빛으로 처리하기 위해헌 현재 전자칩에 집적시킬 만큼 소형의 레이저가 필요하며 이를 활용하기 위한 연구가 끊임없이 이뤄지고 있다. 그러한 가운데 그래핀이 나노미터 크기의 작은 레이저의 색깔을 자유자재로 바꿀 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다.
연구팀은 두 나노레이저를 가깝게 위치시키고 한 쪽 레이저에만 그래핀을 덮어서 빛의 손실되는 부분과 빛이 발생하는 부분을 따로 분리했다. 이를 통해 두 가지 색깔의 빛이 한 가지 색깔의 빛으로 바뀌는 물리적 현상을 실험적으로 최초로 관측했다.
박홍규 교수 연구팀(고려대)은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구)의 지원으로 연구를 수행했다. 이 연구는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 지난해 12월 21일자에 게재됐다.
박홍규 교수는 "이 연구는 그래핀을 이용해 나노레이저의 특이점을 제어할 수 있음을 최초로 발견한 것"이라며 "레이저 빛의 특성을 효과적으로 바꿀 수 있어 미래 광학컴퓨터 개발 등에 적용될 수 있을 것으로 기대된다"라고 말했다.
엄수연 기자
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