고려대 이승우 교수팀, 고해상도 렌즈·광학센서에 필요한 '굴절률 10' 이상 메타 표면 개발

고려대학교는 KU-KIST융합대학원·공과대학 융합에너지공학과 이승우 교수팀이 콜로이드 자가조립 기술을 활용해 굴절률 10을 초과하는 새로운 형태의 메타 표면을 개발하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.

굴절률은 빛이 물질과 상호작용하는 방식을 설명하는 물리적 개념 중 하나다. 굴절률이 높을수록 안경 렌즈를 더 얇게 만들 수 있다. 정밀한 반도체 제조 공정에서도 높은 굴절률이 필요하다. 그러나 자연계에서 얻을 수 있는 굴절률은 4 정도가 한계다.

연구팀은 메타 표면이라는 새 기술을 개발했다. 기존의 자가조립 기술은 나노입자 간격을 정확하게 조절하기 어려웠다. 연구팀은 고분자 코팅을 활용해 나노입자 사이의 간격을 매우 정밀하게 조절함으로써 안정적으로 높은 굴절률을 구현했다.

연구팀은 구형·다면체·나노큐브 등 다양한 형태의 금 나노입자를 사용했으며 특히 다면체와 나노큐브 형태의 나노입자에서 더 높은 굴절률을 확인했다.

이 교수는 "이번 연구 결과는 고해상도 렌즈, 고감도 광학 센서, 메타물질 기반의 혁신적 광학 기기 등 다양한 첨단 기술에 이바지할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난달 말 세계적 학술지 '스몰(Small)'에 출판됐다.

이번 연구에는 이 교수가 교신저자, 김나연 박사가 제1저자, 허지혁 교수·조용덕 박사가 공동 제1저자, 박성훈·김현호·노경훈·이재원 박사가 공동저자로 각각 참여했다.