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플라스몬학: 나노-척도크기에서 광자학과 전자공학의 융합

전문가 제언: ○ 최첨단 기술 마이크로프로세서는 50nm 크기의 초고속 트랜지스터를 사용하지만, 몇 cm 떨어진 마이크로프로세서의 다른 끝까지 디지털 정보를 수송하는데 주된 문제가 있다. 섬유 광 케이블과 같은 광 상호연결은 전자 상호연결의 용량보다 1,000배 이상의 용량으로 디지털 데이터를 운반할 수 있지만 섬유 광 케이블은 전자 소자와 비교하여 약 1,000배 더 커서 똑같은 회로에 결합하는 것이 곤란하다. 그 이상적인 해법은 광 신호와 전류를 운반할 수 있는 나노-척도 특징을 갖는 회로를 택하는 것이며, 그 제안이 표면 플라스몬에 해당한다.

○ 나노-구조의 금속에서 물질과 빛이 상호작용 하는 광자학이 플라스몬학이며, 플라스몬 회로는 같은 박막 금속 회로를 통해서 광-신호와 전류를 운반하도록 전위를 제공하고, 같은 칩 위에 광자학과 전자공학의 우수한 기술적 장점들을 결합할 수 있는 능력을 가진다.

○ 전자회로는 전자의 운반과 저장을 조절하는 능력을 가지지만 전자회로의 디지털 정보를 한 지점에서 다른 지점까지 수송 성능은 상당히 제한을 받는다. 광자학은 광섬유와 광자 회로에 기초한 광통신 시스템을 실행하여 이 문제에 대한 효과적인 해법이 되지만 광자학의 μm 척도 부피 큰 부품들은 전자 칩들에 이들 부품들의 집적이 제한되어 그 부품들은 이제 nm의 척도로 조절되어 이 크기-적합성 문제에 대한 해법을 제공한다.

○ 표면 플라스몬은 금속/유전체 계면에서 생기는 전자하전 진동과 광의 전자기장의 공명 상호작용으로 만들어진 광파동인데, 나노-척도 크기에서 광자학과 전자공학의 융합으로서의 플라스몬학은 디지털 정보의 운반의 회로, 플라스몬 칩, 플라스몬 광원, 플라스몬 나노-전사법, 플라스몬의 유기⋅무기 LEDs의 개발 등의 최첨단 전자공학, 광자학, IT 등을 포괄하는 과학기술 발전에 원동력이 될 기초연구의 핵심 분야로 산업 발전에 직결될 것으로 확신한다. 세계적인 최첨단 과학기술을 선도하기 위해서는 이 신조어인 플라스몬학 분야의 연구개발이 시급하며 필수적이다.

저자: Ozbay, E
자료유형: 학술정보