더 얇고, 더 간편하게… '원편광 박막형 소자' 개발

전영철 UNIST 신소재공학과 교수 연구팀

노트북 디스플레이, 통신 등에 활용할 수 있는 광원 기술이 개발됐다. 한국연구재단 제공

디스플레이, 통신, 의료 진단 등에 활용할 수 있는 간편한 형태의 '원편광 박막형 소자'가 개발됐다. 

한국연구재단은 전영철 UNIST 신소재공학과 교수 연구팀이 가시광선 영역의 원편광 빛을 발생하는 박막형 소자를 개발해 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 6월 28일 발표했다고 31일 밝혔다. 

원편광은 전자기파의 전기장 성분이 원을 그리며 나아가는 빛을 말한다. 연구팀은 두께가 매우 얇은 필름 형태의 소자인 박막형 소자에서 원편광 빛을 바로 얻을 수 있는 원편광 전계발광 소자를 개발했다. 전계발광이란 강한 전하를 주입해 빛을 내는 현상이다. 

원편광 빛은 보통 추가 광학 부품을 이용해 생성한다. 원편광 빛을 다양하게 응용하려면 전기로 빛을 생성하는 전계발광 소자로 이뤄진, 공간을 많이 차지하지 않는 간편한 형태의 광원이 필요하다. 

그러나 현재까지 사용할 수 있는 물질의 종류와 소자의 특성적 한계로 인해 상용화된 원편광 광원은 없는 상태이다.

연구팀은 좌·우 원편광 빛에 대해 다르게 반응하여 최적화된 광원으로 쓰일 수 있는 광학구조 패턴인 '카이럴 구조'를 매우 얇은 박막형 소자에 적용했다. 이를 통해 외부 광학 부품을 추가할 필요없이 간편한 형태의 소자 구조에서 원편광 빛을 얻을 수 있었다. 

연구팀이 개발한 소자 구조는 가시광선뿐만 아니라 적외선, 테라헤르츠 영역으로도 확장이 가능하다. 이를 통해 디스플레이, 통신, 바이오센싱, 의료진단, 양자 상태 조절 등에 폭넓게 활용할 수 있다.

전영철 교수는 “카이럴 구조를 적용한 박막형 소자는 다양한 영역으로의 확장이 가능해 원편광 광원의 상용화에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 말했다. 

UNIST 전영철 교수. 한국연구재단 제공

[박건희 기자 wissen@donga.com]