나노기술 및 정책 정보

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한 국제 연구팀이 레이어드 크리스탈을 프로그래밍하는 고유의 플랫폼을 개발하여 수요에 따라 일반적인 한계를 넘어서는 이미징 기능을 생성함. 컬럼비아 대학, 함부르크의 막스 플랑크 물질 구조 및 역학 연구소(MPSD), 캘리포니아 대학-샌디에고 대학, 워싱턴 대학 및 플랫 아이언 연구소 팀의 발견은 상상할 수 있는 가장 작은 스케일에 접근할 수 있는 빛인 ‘나노 라이트’의 제어를 향한 중요한 단계임.

본 연구는 컴퓨팅 및 통신의 어려운 문제를 해결하는 것을 목표로 하는 광학 양자 정보 처리 분야에 대한 통찰력을 제공함.

연구진은 빛으로 결정을 제어하는 ​​새로운 방법을 발견하기 위해 초고속 나노 스케일 현미경을 사용하여, 효과는 단기간에 1조분의 1초 동안만 지속되지만 이제 이러한 현상을 명확하게 관찰할 수 있게 됨.

자연은 빛이 얼마나 집중될 수 있는지에 대한 한계를 설정하며, 현미경에서도 이 한계보다 가까운 두 개의 다른 물체는 하나인 것처럼 보임. 그러나 반데르발스 결정으로 알려진 특별한 등급의 층상 결정 물질 내에서 이러한 규칙은 때때로 깨질 수 있음. 이 특수한 경우에는 이러한 재료에 제한없이 빛을 가두어 가장 작은 물체도 선명하게 볼 수 있음.

연구진은 실험에서 독특한 구조와 빛의 강한 상호작용 때문에 전자 및 광자 기술의 잠재적인 통합에 대해 높은 관심을 받고 있는 텅스텐 디 셀레 니드라고 불리는 반데르발스 결정을 연구함.

빛의 펄스로 크리스탈을 비추었을 때 크리스탈의 전자 구조를 바꿀 수 있었고, 광학 스위칭에 의해 생성된 새로운 구조는 매우 희귀했음. 나노 스케일의 초 미세 세부 사항이 크리스탈을 통해 전달되어 표면에 이미지화 될 수 있음.

나노 라이트의 빛의 흐름을 제어하는 ​​새로운 방법을 보여줌으로써, 나노 스케일 또는 나노 포토닉스에 대한 광학적 조작은 연구자들이 기존의 포토닉스 및 전자 공학으로 가능했던 것 이상의 기술에 대한 증가하는 수요를 충족시킬 방법을 모색함에 따라 중요한 관심 분야가 되었음.

연구진은 새로운 빛 유도 전자 상태는 나노 빛의 전파를 가능하게 할 뿐만 아니라 미래에는 이러한 종류의 물질에서 초고속 전자 역학에 대한 더 나은 현미경 이해를 달성하는 데 사용될 수 있다고 설명하며, 연구결과가 양자 물질 연구의 새로운 영역을 촉발할 것이라고 믿음.

또한, 레이저 펄스를 사용하여 이 프로토 타입 반도체에서 몇 피코초 동안만 새로운 전자 상태를 만들 수 있는 이 발견은 우리를 새로운 재료에서 광학적으로 프로그래밍 가능한 양자 위상으로 향하게 한다고 설명함.

본 연구 성과는 Science ("Programmable hyperbolic polaritons in van der Waals semiconductors")에 게재됨.