나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 상하이(上海) 광학 정밀기계 연구소 산하 ‘레이저 및 적외선 소재 실험실’ 짱룽(張龍), 뚱훙씽(董紅星) 연구원이 주도하는 ‘마이크로 구조 광 물리 연구팀’은 난징(南京) 샤오좡(曉庄) 대학 연구팀, 중국과학원 상하이(上海) 고등(高等) 연구원 연구팀과 공동 연구를 수행하고 마이크로캐비티(Microcavity) 광대역 조절 가능한 레이저 연구를 실행하고 마이크로 나노 멀티컬러 레이저(micro nano multicolor laser) 기술 개발에 성공함.

연구팀은 일종의 신형 광대역 갭을 가진 조절 가능한 CsPbCl3-3xBr3x 나노 선상(線狀) 마이크로캐비티(Microcavity)를 개발하고, 밀도 범함수 이론과 동력 실험을 이용하여 CsPbCl3-3xBr3x 나노 선상 마이크로캐비티 소재 이온 교환의 동력학 특징 및 내재적인 화학 메커니즘을 해석하였음. 마이크로캐비티 규칙의 기하 구조 및 광대역 갭 조절 특성에 기반하여 단일 마이크로캐비티 상에서 고품질, 광대역에 조절 가능한 마이크로 나노 레이저 송출을 실현하였음.

연구팀은 동력학 실험을 통해 관련 이론을 입증하였으며, 반응 시간 변화에 따라 단일 라인 나노 와이어는 3개 주요 과정을 거친다는 결론을 도출하였음. 우선, 발광이 일치한 나노 와이어는 점차 밴드갭을 보유한 조절 가능한 나노 와이어로 변화하며, 다음으로, 나노 와이어 전채 밴드갭은 조절 가능하지만 밴드갭은 반응 시간의 증가에 따라 감소되며, 최종적으로 나노 와이어는 전체적으로 동화되어 발광이 일치한 나노 와이어로 전환하지만 전체 발광 파장은 시작단계에 비해 붉은 색상 쪽으로 이전하게 된다는 점을 입증하였음.

연구팀은 이번 연구를 통해 나노 와이어 마이크로캐비티는 규칙적인 기하 구조, 매끄러운 표면, 광대역 조절 가능한 특성을 보유하고 있음. 동시에 증익 매개체 및 광학 마이크로캐비티로 되어 단일 라인 나노 와이어 광대역 조절 가능 레이저 송출을 실현한다는 점을 입증하였음. 관련 실험을 통해 480-525nm 광대역 조절 가능한 마이크로 나노 멀티컬러 레이저(micro nano multicolor laser) 송출을 실현하였음.

연구팀은 이번 연구를 통해 페로브스카이트 나노 구조 중의 이온 전달 원자 루트, 기본 과정, 동력학 특징 및 화학 메커니즘을 해석하였음. 단일 라인 나노 선상(線狀) 마이크로캐비티를 이용하여 광대역 조절 가능한 레이저 송출을 실현함으로써 고품질 광대역 조절 가능한 마이크로 나노 멀티컬러 나노 레이저 연구를 한층 상향시켰음.

본 연구 성과는 ‘Nano Energy’ ("Energy transfer and wavelength tunable lasing of single perovskite alloy nanowire")지에 게재됨.