[사회/CTN]정민준 기자ㅣ충남대학교 화학과 이재범 교수 연구팀이 카이스트 염지현 교수, 캠브리지대 실비아 비그놀리니 교수팀과 함께 고체 광학 소자인 고굴절률 키랄 셀레늄 빗자루모양의 나노구조체를 합성해 단일 나노구조체에서 빛조작이 가능한 기술을 개발했다.

이번 연구 성과는 ‘Advanced Functional Materials’(IF: 19.924)에 4월 25일자로 게재됐다. 이번 연구는 권준영 박사가 제1저자로, 이재범 교수가 교신저자로 참여했다. (논문 제목: Chiral Se Nanobrooms with Wavelength and Polarization Sensitive Scattering)

연구팀이 주목한 ‘유전체 나노소재’는 플라즈모닉 나노소재에 비해 강한 비교적 간단한 구조에서도 전기적 자기적 공명을 띨 수 있고, 상대적으로 낮은 에너지 손실을 가지기 때문에 다양한 분야에서 응용 가능성이 높은 소재로 부상하고 있다.

하지만 기존의 유전체 나노소재 제조 공정인 ‘top-down’ 방식은 비효율적이며, 생산 수량에도 한계가 있어 실제적인 응용이 제한됐다.

이에 연구팀은 ‘top-down’ 방식의 단점을 해결하기 위해 삼방정계 셀레늄(trigonal Se)의 결정구조를 가진 고굴절률 빗자루모양 나노구조체를 콜로이드상에서 비교적 간단하게 합성하는 방법을 제시했다.

그 결과, 높은 빛의 산란 특성을 활용해 2D 및 3D 프린팅용 잉크로 응용성을 확인했으며, 이전까지 보고되지 않았던 키랄구조에 의한 원편광 산란과 같은 광학 특성을 발견했다.

이재범 교수는 “고굴절률 단일 나노구조체에서의 이중컬러 산란 및 원편광 및 선편광 컨트롤 특성은 태양 전지 분야부터 광 통신 장치 제작, 2D와 3D 잉크까지 다양한 분야로 응용이 가능하다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업, 박사후 국외 연수 사업, 우수신진과제 등의 과제 지원을 받아 진행됐다.