권민석 울산과학기술원(UNIST) 교수팀이 표준 반도체 기술을 이용해 금속-유체-실리콘 기반 `초소형 광공진기`를 처음으로 개발했다.
`광공진기`는 특정 파장의 빛을 오래 가둬둘 수 있어 레이저, 변조기, 필터, 센서 등에 활용하는 소자다. 현재 사용중인 실리콘 기반 소형 광공진기의 반지름은 3~5마이크론이다.
권 교수팀이 개발한 초소형 광공진기는 반지름 1마이크론 이하로 실리콘 디스크 등에 적용할 수 있다. 이 연구 결과는 `사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)` 3월 16일자 온라인판에 실렸다.
광집적회로의 핵심 소자인 광공진기는 그 특성을 동적으로 조절하려면 광공진기에 빛이 강하게 모이는 영역의 굴절률을 크게 변화시키는 방법이 필요하다.
권 교수팀은 표준반도체기술(CMOS) 활용해 나노플라즈모닉 도파로와 소자를 만들고, 이를 이용해 금속-유체-실리콘 기반 초소형 광공진기를 구현했다.
나노플라즈모닉 도파로는 광집적회로의 집적도를 높일 수 있어 최근 활발히 연구되는 기술이다. 하지만 실제 제작에는 복잡한 기술이 필요했다.
권 교수팀은 유체 종류를 바꾸면 굴절률이 크게 변하고 유체와 빛의 강한 상호작용을 얻을 수 있다는 점을 이용했다. 즉 광공진기를 구성하는 유체를 달리하는 방법으로 광공진기 특성을 획기적으로 변화시킨 것이다.
권민석 교수는 “개발한 광공진기는 집적도 높은 광집적회로 뿐 아니라 극소량의 액체 검출을 위한 광센서, 미세 입자를 제어하는 광집게 등에 응용할 수 있다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
