Focus 인물

home >나노동향 >Focus 인물
나노분야의 우수한 성과를 내거나 중요한 역할을 하는 인물을 소개합니다.

나노구조를 이용한 신개념 포토닉스 광원 및 광제어 기술개발

페이지 정보

이름 조용훈 교수 소속 KAIST
제목 나노구조를 이용한 신개념 포토닉스 광원 및 광제어 기술개발
첨부파일

본문

 '이달의 과학기술자상' 1월 수상자 조용훈 교수
 - 나노구조를 이용한 신개념 포토닉스 광원 및 광제어 기술개발  -

□ 미래창조과학부와 한국연구재단은 나노구조를 이용하여 신개념의 반도체 포토닉스* 광원과 광제어 원천기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 조용훈 교수(趙庸勳, 48세)를 이달의 과학기술자상 1월 수상자로 선정하였다.
 

* 반도체 포토닉스(semiconductor photonics) : 빛을 효과적으로 발생시키거나 제어할 수 있는 광반도체를 기반으로 한 광학적인 물리 현상과 응용을 다루는 학문 분야. 
 

  o 조교수는 반도체 나노구조를 이용하여 단방향으로만 빛을 전달하는 광자 다이오드*, 초고속 단일 광자 발생기**, 형광체 없이 다채로운 색의 빛을 내는 발광소자 같이 기존 방법으로 구현하기 어려운 신개념의 광원과 광제어 기술을 독창적으로 구현한 업적을 인정받았다. 
 

* 광자 다이오드(photonic diode) : 전기신호를 한쪽 방향으로만 전달하는 전자 다이오드와 유사하게 빛의 신호를 한쪽 방향으로만 전달할 수 있게 하는 광학적 소자로 차세대 초고속 광집적회로 분야에 필수적인 광소자.
 

** 단일 광자 발생기(single photon source) : 백열등이나 레이저와 달리, 한 번에 하나의 광자(빛의 최소단위입자)를 주기적으로 발생시키는 장치, 차세대 양자정보통신 분야에 핵심적인 광원.

□ 발광소자, 태양전지 같은 기존의 광반도체 소자*는 제조과정의 편리함에 중점을 둔 2차원 평면구조를 주로 이용하여 왔다.  
 

* 광반도체 소자 : 전기신호를 광신호로 바꾸는 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 광신호를 전기신호로 바꾸는 수광 다이오드나 태양전지와 같이 반도체로 제작된 광소자
 

  o 하지만 3차원 입체구조를 이용하면 결정품위를 개선하고 표면적을 효과적으로 넓힐 수 있어 광반도체 소자의 성능 개선과 새로운 기능성을 확보하는데 중요한 실마리가 될 수 있다.

□ 조 교수는 광반도체를 나노크기의 3차원 구조로 제작하고 입체적 특징을 이용하면 위치에 따라 에너지와 발광색깔이 다른 독특한 구조를 형성할 수 있다는 점에 착안했다.
 

  o 이를 토대로 축 방향으로 에너지가 연속적으로 변하는 나노막대를 이용한 광자 다이오드, 3차원 구조의 꼭지점에 양자점을 형성시킨 초고속 단일 광자 발생기, 형광체 없이 다채로운 색깔을 내는 무형광체 백색 LED 등을 주도적으로 개발했다. 

□ 또한 그래핀*을 이용한 양자점**에서의 가시광 발광현상의 원인을 체계적으로 연구해 친환경적인 그래핀 양자점을 이용한 광원의 가능성도 보였다. 
 

  o 최근에는 공동연구를 통해 나노입자의 산란특성을 적절히 제어해 회절한계***를 넘는 고해상도 영상 기법의 실마리를 발표하였다. 
* 그래핀(graphene) : 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양의 배열을 이루면서 한 층의 두께를 가지는 전도성 물질 
** 양자점(quantum dot) : 나노미터 크기의 초미세 결정체로 크기에 따라 형광 파장이 달라지는 특징을 가지며, 조명, 태양전지, 바이오 이미징 등에 응용됨
*** 회절한계 : 빛의 회절 특성 때문에 파장보다 작은 초점을 만들 수 없는 물리적 한계 

□ 조 교수는 최근 3년간 네이처 포토닉스(Nature Photonics), 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications), 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials), 나노레터스(Nano Letters), 피지칼 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 등 정상급 국제학술지에 45편의 논문을 발표하고 이 중 5편은 표지 논문으로 선정되었으며, 현재까지 200편 이상의 국제 논문을 출간하는 등 왕성한 연구활동을 보이고 있다.

□ 이달의 과학기술자상은 산‧학‧연에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하여 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 4월부터 시상해오고 있으며, 매월 1명씩 선정하여 장관상과 상금을 수여하고 있다.

이메일 등록하기
이메일