고효율 나노레이저, 양자암호통신개발 등 활용 기대
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 이성구 고등광기술연구소 집적광학연구실 연구원과 기철식 수석연구원이 광결정에서 빛을 머리카락 크기 1000분의 1보다 작은 공간에 영원히 가두는 연속준위속박상태 생성원리를 규명했다고 19일 밝혔다.
연속준위속박상태는 속박에너지보다 큰 연속준위에너지를 갖는 전자가 공간적으로는 속박된 양자역학적상태를 말한다.
광결정을 이용한 연속준위속박상태에 대한 연구는 많이 이뤄졌지만 연속준위속박상태 생성 이론은 아직 제시되지 않았다. 이로 인해 연속준위속박상태를 구현하는 광결정 구조 설계와 이를 이용한 광결정 광소자 응용에 많은 어려움이 있다.
연구팀은 빛을 가둬 전파시킬 수 있는 박막도파로 광결정에서 서로 다른 도파모드의 결합으로 연속준위속박상태가 생성된다는 사실을 이론으로 체계적으로 제시했다. 서로 같은 대칭성을 갖는 모드 간 소멸간섭에 의해 연속준위속박상태가 생성되고 서로 다른 대칭성을 갖는 모드 간 불완전한 소멸간섭으로 박막 위 또는 아래 방향으로만 빛이 방출되는 현상도 발견했다.
이성구 연구원은 “광결정에서 연속준위속박상태 생성원리 이론 모델은 다양한 광구조물에서도 적용 가능하다”면서 “연속준위속박상태를 이용한 광결정 나노레이저, 고감도광센서, 양자암호통신기술개발 등에 활용될 수 있기를 기대한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
