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양자도트를 중심으로 한 첨단 나노 포토닉스 기술

전문가 제언: ○ 최근에 나노 기술의 발전에 따라 나노 구조를 기반으로 한 나노 포토닉스와 나노 일렉트로닉스 기술이 주목을 받고 있다. 나노 포토닉스는 나노 구조를 기반으로 한 포토닉스의 총칭이며, 앞으로 고효율 그린 IT사회를 실현하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 나노 포토닉스는 반도체, 유전체, 금속 등과 전자 또는 광자를 상호 작용시켜 발생하는 새로운 기능을 포토닉스에 응용하는 것이다.

○ 나노구조와 전자 또는 광의 상호작용에서는 다양성이 있다. 예를 들면, 양자도트 중에서는 전자의 운동은 완전히 양자화되고 인공적인 원자와 결합된다. 이와 같은 성질을 이용하면 단일 전자, 스핀광자 등을 이용한 양자 정보처리가 가능하다.

○ 광에 대한 나노구조의 효과는 광과 물질의 매우 강한 상호작용을 발생시키는 새로운 개념으로 인식되고 있다. 나노 구조에 따라 포토닉스 기술에 질적인 변화를 가져오고 있다고 말할 수 있다.

○ 본고에서는 양자도트를 중심으로 나노 포토닉스의 발전, 양자도트 레이저, 단일광자 발생 소자 등 나노 포토닉 소자의 최근 발전현황을 고찰하였다. 또한 양자도트와 포토닉 결정 나노 공진기의 융합에 의한 단일 광자와 단일 여기자의 강결합 효과 및 단일 인공 원자 레이저 가능성 등도 분석하였다.

○ 우리나라에서는 양자 암호이론 분야에 관하여 여러 연구기관을 중심으로 상당한 수준의 연구를 수행하고 있으나, 실험적 구현 연구를 위한 연구투자와 성과는 선진국보다 아직 미흡한 상황이다. 나노 포토닉스 기술의 실용화까지는 상당한 기간이 소요될 것으로 예상되지만 앞으로의 연구개발은 매우 밝을 것으로 전망된다.

저자: Yasuhiko ARAKAWA
자료유형: 학술정보