나노기술 및 정책 정보

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● 박홍규 및 남기태 교수(서울대) 공동 연구팀은 2차원 물질과 금 나노입자를 활용해서 단일 광자에 양자 정보를 인코딩하는 기술을 개발

● 연구팀은 얇은 2차원 물질인 텅스텐 다이셀레나이드(WSe2)와 한 변이 100나노미터인 정육면체 모양의 금 나노입자를 결합하여 단일 광자 발생기를 구현하였으며, 2차원 물질은 금 나노입자의 모서리에서 선형 편광된 단일 광자를 발생

● 연구팀은 단일 광자가 금 나노입자의 꼭짓점에서 진동하면서 나노입자 표면의 작은 틈새인 나노 갭 주위에 유도 전류를 만들고, 꼭짓점에서 원형 편광된 광자가 방출되도록 설계

● 이어 연구팀은 금 나노입자의 표면 구조가 단일 광자의 편광을 변화시키는 원인임을 확인하였으며, 연구팀이 개발한 단일 광자 발생기는 기존 장치보다 2천분의 1 수준으로 크기가 작고 여러 개의 발생기를 동시에 작동 가능

● 해당 연구는 단일 광자의 편광 정보를 조절하면 군용 통신이나 첨단산업에서 도청이 불가능한 양자 통신으로 확장할 수 있으며, 양자 컴퓨터를 간단한 디자인으로 구현할 수 있어 양자 소자의 소형화 및 상용화에 도움이 될 것으로 기대

Science Advances (2024.05.24.), Spin angular momentum–encoded single-photon emitters in a chiral nanoparticle–coupled WSe2 monolayer