国内でナノ大きさレンズ世界初製作

국내서 나노크기 렌즈 세계 첫 제작

| 기사입력 2009-07-23 10:15
국내서 나노크기 렌즈 세계 첫 제작

포스텍 김광수 교수팀 네이처 발표

기존 광학 초월 "슈퍼해상도" 주목

(서울=연합뉴스) 김영섭 기자 = 400∼700나노미터(㎚=10억분의 1ｍ)인 빛의 파장 길이의 반보다 작은 두 물체 간 거리는 일반 광학렌즈로 분간할 수 없고 이 극한치는 광학적 "회절(回折)한계"라 부른다.

그런데 회절한계를 넘어 빛 파장의 절반보다 더 작은 간격을 식별할 수 있는 "슈퍼" 고해상도의 나노미터급 렌즈가 세계 처음으로 국내 연구진에 의해 제작됐다.

포스텍(포항공과대학교) 화학과 김광수 교수팀은 머리카락 굵기보다 수백 배 작은 나노렌즈를 합성하는 데 세계 최초로 성공했다고 23일 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 네이처지 23일 자에 게재됐다.

김 교수팀은 크기 50∼500나노미터짜리 나노렌즈를 유기물질인 칼릭스하이드로퀴논(CHQ) 분자를 사용해 제작했다. 칼릭스하이드로퀴논은 스스로 달라붙어 특정한 구조와 형태를 만드는, 이른바 "자기조립(self-assembly)"의 성질이 있다. 연구팀은 자기조립을 활용해 매우 작은 나노렌즈를 만들었다.

특히 나노렌즈 합성으로 회절한계를 넘은 이번 연구는 렌즈가 나노 크기로 작아짐에 따른 나노 광학 현상을 밝힌 것으로서 새로운 이론에 기초한 새 영역을 개척한 성과로 평가받고 있다.

연구진은 렌즈 크기가 빛의 파장과 비슷해질 경우 상식과는 달리 빛의 경로가 곡선 궤적을 그려 렌즈는 매우 짧은 초점거리를 갖게 된다는 점을 밝혀냈다.

김 교수는 "정확한 전자파 시뮬레이션을 통해 실험에서 얻은 나노렌즈의 특이한 광학 현상을 입증하고 이에 대한 새로운 물리적 현상을 이론적으로 규명했다"고 말했다.

이에 따라 나노렌즈의 광학적 특성은 일반 광학 현미경으로 관측하지 못하던 미세 구조의 이미지 해석, 미세 구조 분석을 위한 분석신호의 강화, 나노소자 개발에 필요한 광학적 패턴 뜨는 기술 향상 등 다양한 연구에 활용 가능할 것으로 기대된다. 차세대 나노광학소자 개발에도 응용될 것으로 전망된다.

kimys@yna.co.kr

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