나노기술 및 정책 정보

• 목록

도쿄농공대학(東京農工大學) 대학원 공학연구원 첨단전기전자부문 등의 연구그룹이 초고굴절률·무반사 신재료를 이용하여 ‘테라헤르츠 메타 렌즈(mate-lense)’의 설계 지침을 구축함. 연구진은 독자적으로 개발한 인공 구조 재료인 ‘메타 표면(metasurface)’을 응용하여 전자파를 변형, 조작하는 연구를 진행해 오고 있음. 연구진은 메타 표면을 응용한 테라헤르츠 메타 렌즈의 설계 지침을 1테라헤르츠 이상의 전자파 영역에서 구축함. 이 메타렌즈는 유전체 기판의 양면에 대칭으로 배치된 절단 금속 와이어에 의해 만들어진 파장보다 작은 구조인 ‘메타 아톰(meta-atom)’으로 구성되어 재료의 절연성뿐만 아니라 자성(磁性)을 인위적으로 제어하고 있음. 메타 렌즈는 매우 얇으며, 두께 약 2μm의 메타 렌즈에 의해 3THz에서 파워 밀도 4.6배의 높은 지향성을 실현할 수 있을 것으로 추정됨. 평면이면서 매우 얇은 메타 표면은 6G(Beyond 5G) 이후도 고려한 미래의 통신에 응용될 것으로 기대됨. 또한 본 설계 지침을 수십 테라헤르츠 이상의 적외선 영역에 적용함으로써 제강 슬라브 등에서 배출되는 열방사를 특정 방향으로 집중시키는 등 열 관리로의 응용도 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Optics Express’ (“Terahertz metasurface ultra-thin collimator for power enhancement”) 지에 게재됨.