나노기술 및 정책 정보

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페로일렉트릭(ferroelectric) 소재는 강한 레이저의 조사로 소리와 광, 전기와 광, 특수한 광학 효과 등을 발생시키기 때문에 차세대 광전자 디바이스의 강력한 후보 소재로 평가 받고 있음.

그 중, 다중 광자 흡수 효과를 보이는 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재는 생체인식, 주파수 변환 레이저와 광제한 폭 등에서 잠재적인 응용 전망을 가짐.

하지만 현재의 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재 연구는 듀얼 광자 흡수가 위주이며, 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재에 기반하여 더욱 높은 수준의 다중 광자(Multiphoton) 비선형 공정의 구현은 여전히 매우 도전적인 연구임.

중국과학원 푸졘(福建, 복건) 물질구조 연구소 산하 "구조 화학 중점 실험실" 소속 "무기 광전기 기능 결정체 소재 연구팀"의 뤄쥔화(羅軍華, 나군화) 연구원 연구팀은 최근 광과 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재 간의 상호 작용을 기반으로 2차원 포토 페로일렉트릭(Photoferroelectric) 반도체 소재의 새로운 시스템인 (A')n-1(A)2MnX3n+1을 개발하였음. 그 중 A와 A'는 유기 배체(配體)에 속하고, M, X는 각각 금속 양이온과 음이온 기원(基元)을 대표함.

연구팀은 2차원 포토 페로일렉트릭(Photoferroelectric) 반도체 소재 시스템의 분자 디자인과 구조에 대한 조절을 통해 최초로 페로일렉트릭(ferroelectric) 화합물 속에서 높은 단계의 다중 광자 흡수 효과를 실현하였음.

연구팀은 이번 연구를 통해 최초로 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재 중에서 5광자 비선형 유도 형광을 실현함으로써 비선형 광학 분야에서의 페로일렉트릭(ferroelectric) 소재 응용을 위해 새로운 아이디어를 제공하였음.

본 연구 성과는 ‘Advanced Materials’ ("Giant and Broadband Multiphoton Absorption Nonlinearities of a 2D Organometallic Perovskite Ferroelectric") 지에 게재됨.