나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 산하 "국가 나노 과학 센터" 류신펑(劉新風, 유신풍) 연구원, 짱융(張勇, 장용) 연구팀은 양극 산화알루미늄 템플릿과 금 나노입자 조립을 이용하여 무(無) 편광 선택성 2차 고조파 생성에 응용되는 플라즈몬 나노공동(Plasmon nanocavity)-그릇 구조 인치 레벨 배열 제조에 성공함.

플라즈몬(Plasmon) 나노구조는 전자기파를 서브 파장 범위 내의 체적 속에 제한하는 방법을 통해 선형과 비(非) 선형 광학 과정에 대한 조종 및 제어를 실현하였음.

플라즈몬(Plasmon) 나노구조는 슈퍼 해상도 탐사 측정, 광 캡처 및 발사, 광력(光力) 조종 등 분야에서 폭넓은 응용 전망을 보유하고 있기 때문에 학술계의 연구 이슈가 되고 있음.

연구팀은 보텀업(bottom-up)이라는 간편한 방법을 통해 금속-유전체-금속 구조에 기반한 플라즈몬(Plasmon) 나노구조 배열을 구축한 동시에 동 배열 속에서 플라즈마 증강의 2차 고조파 발생을 실현하였음.

연구팀은 2단계 양극 산화 방법을 통해 사이클 특성을 보유한 그릇 형태 구조의 템플릿을 개발한 동시에 동 템플릿을 이용하여 용액(溶液) 방법을 이용하여 성장시킨 금 나노입자 조립을 실행하고, 동 금 나노 입자 조립을 통해 원가가 높은 전통적인 마이크로 가공 공법을 대체함으로써 대 면적, 저 차원의 플라즈몬(Plasmon) 디바이스 디자인을 위해 일종 더욱 편리한 전략을 제공하였음.

또한, 구조 유닛 조립을 통해 면(面) 내 등방성 유닛 구조를 실현하고, 전통적인 비(非) 선형 결정체 속에서 받고 있는 편광 이방성 제한을 극복하였음.

경사각도 의존과 푸리에 각도 해상도를 보유한 광 스펙트럼에 대한 측정 테스트를 결합하여 분석한 결과 큰 경사각도 자극 조건 하에서 동 구조의 비(非) 선형 전환 효율은 여전히 유효한 것으로 나타났으며, 공동-그릇 구조의 기하학적 매칭 관계에서 비롯되고 큰 각도 자극 하에서 응답되는 실제 응용 환경 속에서 비교적 큰 잠재력을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

이런 상황은 플라즈몬(Plasmon) 나노구조 배열이 큰 사이즈의 면적, 낮은 원가, 고성능의 우수한 성능을 동시에 보유하고 있기 때문에 나노 광자학 디바이스에 응용될 수 있다는 점을 의미하고 있음.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ ("Inch-Scale Ball-in-Bowl Plasmonic Nanostructure Arrays for Polarization-Independent Second-Harmonic Generation")에 게재됨.