단일-포톤 트랜지스터의 성공

전문가 제언

○ 전적인 광학소자(all-optical)로 운용되는 컴퓨터는 현재의 전자소자로 운용되는 컴퓨터보다는 훨씬 빠르게 수행될 수 있다. 그러나 포톤들이 전자들과는 다르게 서로 상호작용하지 않기 때문에 광학 프로세서를 운용하는 데 기본적인 한계가 있다. 그런데 최근에 연구결과들이 강하게 여기된 원자상태가 포톤들을 결합시키는 매개역할을 할 수 있음이 입증되었다. 실험 물리학자들은 이 원자상태를 이용하여 단일 포톤을 생성하고 위상을 변화시키며 다른 포톤을 원격으로 제어하고자 한다.

 

○ 최근 독일 마르크스 프랑크 양자광학 연구소의 G. Rempe 연구그룹과 슈트가르트 대학의 S. Hofferberth 연구그룹이 Phys.Rev.Lett. 113(5) 최신호에 나란히 단일 포톤 트랜지스터에 대한 성공적인 실험결과를 발표하였다. 두 그룹 모두 높은 광학적 이득을 갖는 트랜지스터를 (G=20, G=10) 개발함으로써 보다 복합적인 광학회로를 구성할 수 있는 발판을 마련하게 된 것이다.

 

○ G. Rempe 연구그룹은 누적된 포톤 카운터의 문턱값 일 때를 최댓값으로 하여 광학장치의 충실도 F=0.86이었으며, 게이트 펄스가 있을 때( )와 없을 때( ) 측정된 투과된 단일 포톤수의 누계값으로부터 흡광률 ε=0.89, 이득 G=20인 단일-포톤 트랜지스터를 최초로 개발하였다. 이 포톤 트랜지스터의 이득은 여러 트랜지스터의 입력에 대한 출력이 될 수 있으므로 복합적인 컴퓨팅을 가능하게 한 것이다.

 

○ 국내에서 전적인 광학소자의 연구는 아직 보고되지 않았다. 그러나 포항공대 김윤호 교수는 “단일광자의 비선형광학 연구”를 삼성미래기술 육성재단 선정과제로 수행하고 있으며, 서울대 융합기술원 조영준 박사가 불투명 물질을 투명물질로 바꿀 때 적용한 EIT(electro-magnetically induced transparency)기법을 적용하였다. GIST의 김동유 교수 연구팀은 전적인 광학소자는 아니지만, 광소자와 전자소자를 결합한 고효율의 유기물 박막 포토트랜지스터를 개발하였다. 앞으로 도래할 광 컴퓨터 시대를 대비한 기반 연구가 활성화되기를 기대한다.

저자

Daniel Tiarks et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

113(5)

잡지명

Physical Review Letters

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

05360201~05360205

분석자

윤*중

분석물

• 단일-포톤 트랜지스터의 성공.pdf [327,561 byte]

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