바이오 센싱과 플라즈모닉스

전문가 제언

○ 전자기파는 전기장과 자기장이 서로 결합해서 진행하는 파다. 흔히 상상할 수 있는 파와는 달리 전자기파는 매질을 필요로 하지 않는다는 것이 특징이다. 플라즈모닉스(plasmonics)는 이러한 전자기파에 한 가지가 더 결합된 새로운 개념의 파동인 표면 플라즈몬 파에 대해 연구하는 학문이다. 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 15년 정도 밖에 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 광 반도체를 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 수 있다.

○ 플라즈모닉스 기술이 상용화되면 반도체 칩이나 집적회로에서 층간 및 칩 간 신호 전송속도와 마이크로프로세서와 메모리 사이 신호 연결속도를 더 빠르게 할 수 있다. 분자를 구별하는 센서를 만들 수도 있고, 표면 플라즈몬 파를 소용돌이처럼 만들어 그 안에 미세입자를 잡아두는 광학 집게처럼 쓸 수도 있다.

○ 해외에서는 미국 Berkeley California대학, Stanford대학, California공대(Caltech)를 비롯해서 일본의 Tokyo 부립대학에서 활발히 연구하고 있다. 유럽에서 시작된 학문으로 독일의 Stuttgart대학, 영국의 Southampton대학도 유명하다. 우리나라에서는 서울대, 고려대 등 주요 대학의 전기공학부나 물리학과에서 활발히 연구 중이다. 차세대 기술인 플라즈모닉스 기술에 대한 국가적인 차원의 산학연 공동 연구체계의 확립이 중요한 시점이다.

저자

Akihido Ishida

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

62(6)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

285~290

분석자

심*일

분석물

• 바이오 센싱과 플라즈모닉스.pdf [272,796 byte]

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