표면 플라즈몬과 표면기술

전문가 제언

○ 표면 플라즈몬(surface plasmon)은 금속면에 전반사 이상의 각도로 빛을 입사시키면 특정한 각에서는 빛이 금속박막과 유전체의 경계면에서 전부 흡수되는 표면 플라즈몬 공명이 일어난다. 이때 금속박막과 유전체 표면에 발생한 강한 전기장이 표면을 따라 전파해 나가게 된다. 표면 플라즈몬 공명은 금속박막과 접한 유전체의 모양 및 굴절률에 따라 민감하게 달라진다. 따라서 표면 플라즈몬은 계면의 광학적 특성분석, 비선형광학 연구, 굴절률의 정밀 측정, 바이오센서에 활용될 뿐 아니라 차세대 나노포토닉스를 리드하는 핵심소자로의 응용이 기대 되고 있다.

○ 플라즈모닉스(Plasmonics)는 전자기파에 한 가지가 더 결합된 새로운 개념의 파동인 표면 플라즈몬 파에 대해 연구하는 학문이다. 전자기파는 전기장과 자기장이 서로 결합해서 진행하는 파다. 흔히 상상할 수 있는 파와는 달리 전자기파는 매질을 필요로 하지 않는다는 것이 특징이다. 표면 플라즈몬 파는 금속 표면 전자의 떨림이 빛과 결합해 진행하면서 생기는, 기존의 광학으로는 볼 수 없었던 현상이다. 표면 플라즈몬 현상이 알려진 것은 오래됐지만 이런 현상을 이용하게 된 것은 불과 15년 정도밖에 되지 않았다.

○ 플라즈몬 파는 기존 광학의 회절 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술이다. 금속 표면 전자의 도움을 받아 빛이 통과하지 못했던 더 작은 통로까지 지나갈 수 있다. 이러한 성질 때문에 빛의 속도로 전송할 수 있는 플라즈몬 광도파로를 이용하면 놀라운 수준의 고집적 광반도체를 만들 수 있다. 또한 플라즈몬 파를 이용하면 초점 크기가 파장의 반보다 작은 ‘핫스폿(hot spot)’을 만들 수 있다. 이렇게 되면 빛의 파장에 의해 제한을 받는 정보 저장 용량이 비약적으로 늘어나 CD 한 장에 영화 수십 편을 저장할 수도 있다.

○ 한국전자통신연구원(ETRI)은 그래핀 기반 플라즈몬 광도파 소자를 개발했다고 2011년 11월22일 발표했다. 화학기상증착(CVD)법을 통해 성장한 그래핀을 기반으로 집적광회로 구현이 가능한 그래핀 플라즈몬 광도파로 기술을 개발하고 광학분야 최고 권위의 저널인 “Optics Express" 11월호에 게제 되었다.

저자

Kotaro KAJIKAWA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

62(6)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

280~284

분석자

심*일

분석물

• 표면 플라즈몬과 표면기술.pdf [242,661 byte]

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