나노기술 및 정책 정보

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교토대학(京都大學) 화학연구소 등의 연구그룹이 반도체 나노 입자의 여기(励起) 상태를 펨토초 광 펄스 대에서 제어함으로써 ‘광학 이득(optical gain) 역치’를 저감하는 새로운 방법을 개발함. 광학 이득 역치는 레이저의 성능을 나타내는 지표의 하나이며, 이 값이 작을수록 적은 에너지로 빛을 증폭할 수 있어 높은 효율의 레이저를 실현할 수 있음. 반도체 나노 입자에 의한 광 증폭에 있어서는, 고에너지의 전자와 정공으로 이루어진 고온 여기자(hot exciton)나 대칭적인 고온 쌍여기자(hot biexciton)라 불리는 여기 상태에 있는 나노 입자가 발생한 빛을 다시 흡수하여 나노 입자 집합체에서 광 증폭 효과를 약화시키는(광 이득 역치 상승) 것이 문제였음. 연구진은 펄스 대에서 나노 입자 집단을 여기함으로써 증폭된 빛의 재 흡수가 적은 비대칭 고온 쌍여기자 상태를 선택적으로 생성, 여기 직후의 나노 입자 집단에서의 광 이득 역치 저하를 실현함. 본 성과는 단 펄스 레이저를 비롯한 반도체 나노 입자를 이용한 새로운 광원 개발로 이어질 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Nano Letters’ (“Reduction of Optical Gain Threshold in CsPbI3 Nanocrystals Achieved by Generation of Asymmetric Hot-Biexcitons”) 온라인 판에 게재됨.