나노기술 및 정책 정보

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□ 개요

 

○ 주체 : 선전(深圳)대학 광전자공정대 산하 마이크로 나노 광학 연구소

 

○ 특징 : SPP 광학 핀셋이 금속 나노 구조에 대한 흡인력을 통해 금속 나노와이어의 안정적인 포집을 실현하였으며 여기 광의 편광 방향에 따라 금 나노 와이어에 대한 연속적인 회전을 실현

 

○ 기술 분야 : 표면 플라즈몬 광학 핀셋으로 금속 나노 와이어에 대한 조종 제어를 실현하는 연구

 

○ 핵심 내용 : 이론적으로 포집과 회전의 물리적 메커니즘을 분석하였으며 실험 결과와 이론 분석 결과의 완벽한 일치성을 실현하였다.동시에 나노 와이어의 위치와 방향 각도에 대한 조정 제어를 통해 금속 막 상의 나노 와이어 베이스 구조를 구축

 

 

□ 주요 내용

 

○ 선전(深圳)대학 광전자공정대 산하 마이크로 나노 광학 연구소 위안샤오충(袁小聰) 교수 연구팀은 최근 표면 플라즈몬 광학 핀셋(Surface plasmon optical tweezers)으로 금속 나노 와이어(Metallic nanowires)에 대한 조종 제어(Manipulation)를 실현하는 연구에서 혁신적인 성과를 취득하여 이슈가 되고 있다.

 

○ 위안샤오충(袁小聰) 교수는 민창쥔(閔長俊) 교수와 공동으로 관련 연구 개발 성과에 기반 하여 '플라즈몬 하이브리드 유도 트랩 및 금속 표면에서의 단일 금 나노 와이어에 대한 조종 제어(Plasmonic Hybridization Induced Trapping and Manipulation of a Single Au Nanowire on a Metallic Surface)'라는 테마의 연구 논문을 완성하였다.

 

○ 동 논문은 나노 분야 세계 최고 권위지인 '나노 레터스(Nano Letters)'에 게재되었다(DOI: 10.1021/nl502975k).

 

○ 최근 년 간 라인 베이스 금속 나노 구조(Line-based metal nanostructures)는 광학 연구 분야 한 개 큰 이슈로 부상한 상황이다. 나노 와이어는 가늘고 긴 구조의 특수성을 보유하고 있기 때문에 나노 사이즈 정밀 조작 및 제어를 실행할 수 있는 나노 와이어는 수평면 내의 방향 각도에 있어서 중요한 의미를 보유하고 있다.

 

○ 전통적인 조종 수단은 주로 레이저 광학 핀셋 기술에 의존한다. 하지만 레이저가 금속 나노 와이어 대해 비교적 강한 배타적인 역할을 발휘하기 때문에 안정적인 조작 및 제어를 실현하기 어려운 상황이다.

 

○ 위안샤오충(袁小聰) 교수는 관련 연구를 통해 세계 최초로 일종 선형 편광 여기 표면 플라즈몬(SPP) 초점 효과를 보유한 신형 광학 핀셋 기술을 개발하는데 성공하였다.

 

○ 위안샤오충(袁小聰) 교수는 SPP 광학 핀셋이 금속 나노 구조에 대한 흡인력을 통해 금속 나노 와이어의 안정적인 포집을 실현하였으며 여기 광의 편광 방향에 따라 금 나노 와이어에 대한 연속적인 회전을 실현하였다.

 

○ 위안샤오충(袁小聰) 교수는 이론적으로 포집과 회전의 물리적 메커니즘을 분석하였으며 실험 결과와 이론 분석 결과의 완벽한 일치성을 실현하였다. 동시에 나노 와이어의 위치와 방향 각도에 대한 조정 제어를 통해 금속 막 상의 나노 와이어 베이스 구조를 구축하였다.

 

○ 위안샤오충(袁小聰) 교수가 개발한 기술은 광전자 기능 칩 및 디바이스(예를 들면 로직 게이트 회로, 나노 레이저 등) 분야에서 밝은 응용 전망을 보유하고 있다.

 

○ 동시에 광 빔이 금속 막 표면에서 여기하는 SPP와 막 상의 금속 나노 구조 표면 여기의 국지 표면 플라즈몬(LSP) 간의 하이브리드 커플링은 금속 막과 금속 나노 구조 간의 갭 내부 자기장으로 하여금 대폭적인 강화를 실현할 수 있게끔 한다는 점을 발견하였다.

 

○ 이런 구조는 광 스펙트럼, 센서, 촉매, 바이오 기술 등 분야에서 중요한 응용 가치를 보유하고 있으며 나노 광전자학, 나노 바이오학 및 약학 연구에서 중대한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망된다.

 

○ 이번 연구는 국가자연과학기금위원회의 '중점 과학연구 프로젝트'(프로젝트 번호 : 61036013, 61138003, 11204141) 비용, 국가자연과학기금위원회의의 '청년과학자 과학연구 프로젝트'(프로젝트 번호 : 61377052) 비용 지원을 받아 추진되었다.