한해욱 교수팀 나노미터 해상도 가진 나노현미경 개발
나노미터 해상도를 가진 THz 근접장 나노현미경 개발
한해욱(전자과) 교수팀…향후 관련기업 기술이전 예정
최근 그래핀과 위상절연체와 같은 양자물질을 기반으로 한 THz나노소자에 대한 연구와 DNA와 단백질 등을 기반으로 한 THz 바이오 나노소자 연구가 많은 주목을 받고 있다. 따라서 이론적으로 예측된 THz나노구조의 물성과 제작된 소자특성을 직접 측정할 수 있는 기술을 개발하기 위하여 그 동안 막스플랑크 연구소를 비롯한 미국, 유럽, 일본의 많은 연구진이 노력해왔으나 아직까지 만족할 만한 성과가 없는 상황이다.
POSTECH 전자전기공학과 한해욱 교수팀은 이러한 난제를 해결하기 위해서 지난 수 년간 많은 노력을 기울여 온 끝에 나노구조의 광대역 분광 특성을 나노미터 수준의 해상도를 가지고 볼 수 있는 THz 근접장 나노현미경을 세계 최초로 실현하여, 나노소자 및 나노재료 분야의 권위지인 ACS Nano Letters에 결과를 발표하였다.
그 동안 이 문제를 해결하지 못한 근본적인 이유는 THz파가 가진 300 μm 정도의 긴 파장으로 인한 엄청난 회절현상 때문이다. 따라서 이러한 회절한계를 극복하기 위해서 기존 기술을 사용할 수 없었기에, 한해욱 교수팀은 이미 해외특허 출원을 마친 독창적인 기술을 개발하여 파장의 1/3300 정도에 해당하는 90 nm의 해상도가 가능하고 동시에 0.1-2 THz 대역의 THz 분광정보를 얻을 수 있는 초광대역 THz나노이미징 기술을 개발하였다. 이는 현재 상용화된 적외선 근접장 현미경이 파장의 1/10 정도의 해상도를 가진 것과 비교하면 실로 엄청난 기술이라는 것을 알 수 있다.
연구책임자인 POSTECH 한해욱 교수는 “이번 연구성과는 단지 시작일뿐이고 앞으로 다양한 분야에서 나노재료 및 나노소자 연구의 진전에 결정적인 기여를 할 것이며, 조만간 해외 유명 연구진과의 공동연구와 관련 기업체와의 기술이전 계약을 추진할 예정”이라며 기대감을 밝혔다.
