나노기술 및 정책 정보

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중국과학기술대학교의 "마이크로 나노 광학 및 기술 연구팀"은 최근 관련 연구를 통해 나노 위치 이동 광학 측정 연구에서 혁신 성과를 취득하여 이슈가 되고 있으며, 연구팀은 이번 연구를 통해 광학 안테나와 공간 구조 광 필드 상호 역할을 이용하여 서브 나노 위치 이동의 광학 측정 실현에 성공하였음.

광학 방법으로 위치 이동에 대해 정밀 측정을 실행하는 방법은 정밀도가 높고 비(非) 접촉 특징을 보유하고 있으며, 광 필드 간섭성(coherence)에 기반하여 가로 방향 위치 이동 측정을 실행할 수 있는데 이런 방법을 통해 레이저 레이더, 레이저 거리 측정, 미세 진동 측정을 실행할 수 있으며, 과학 연구와 공업 생산 과정에서 폭넓고 중요한 영향력을 발휘하고 있음.

하지만 광 빔 방향과 수직되는 가로 방향 위치 이동에 대해 일상적인 레이저 간섭 방법으로는 효과적인 감지(感知)를 실행할 수 없음.

연구팀은 장기간 마이크로 나노 광자학, 표면 플라즈몬(plasmon) 광학, 광 필드 조정 제어에 대한 연구를 수행하였으며, 연구팀은 이번 연구를 통해 일종의 커플링 광학 안테나를 디자인 하였으며, 균일하지 않은 공간 구조와 광학 안테나 간의 상호 역할을 이용하여 금속 표면 플라즈몬의 비(非) 대칭 여기를 실현하였음.

연구팀은 광학 안테나의 근 거리 커플링 및 금속 표면 플라즈몬의 상호 역할 법칙에 대한 분석을 통해 플라즈몬의 비(非) 대칭 분포와 광학 안테나의 여기 광 필드 분포는 매우 강한 의존 관계를 보유하고 있다는 점을 발견하였음.

연구팀은 노출된 복사 이미징 방법으로 표면 플라즈몬의 비(非) 대칭성을 측정하고 이런 방법을 통해 가로 방향 위치 이동에 대한 고 정밀도 측정을 실현하였으며, 관련 실험을 통해 가로 방향 위치 이동의 측정 민감 정도와 정밀도는 서브 나노 레벨(~0.3nm)에 도달한다는 점을 입증하였음.　

연구팀은 이번 연구를 통해 고 해상도 광학 이미징, 반도체 가공, 정밀 조준 등 분야에서의 가로 방향 나노 위치 이동 측정 방법의 폭넓은 응용을 실현하였음.

본 연구 성과는 ‘Physical Review Letters’ ("Asymmetric Excitation of Surface Plasmon Polaritons via Paired Slot Antennas for Angstrom Displacement Sensing") 지에 게재됨.