과제구성현황

홈페이지 사업안내 과제구성현황
연구과제명 초박형-초소형 Planar 전자기 소자

연구책임자

소속 전기정보공학부
전화 02-880-1820
이메일 nkpark@snu.ac.kr
연구분야 초박형-초소형 Planar 전자기 소자
공동연구자
  • 남상욱(서울대), 오정석(서울대), 우정원(이화여대), 송석호(한양대), 정영진(울산과학대),
연구목표 ■ 일반화된 Snell법칙, 메타필름, 플라즈모닉필름 등의 기술이 적용된 Planar 메타물질들을 응용하여 기존 소자들의 한계들을 극복한 초박형/초소형 Planar 전자기소자들을 구현하며, 또한 이의 하향 설계에 필요한 원천기술들을 연구함을 목표로 한다.
즉, 2차원배열 메타물질 및 소자를 연구함에 있어서, 배열된 sub-wavelength 메타원자와 그 조합을 control하여 원하는 파형, 위상, 대역을 조절하고 (원천연구), 응용소자 구현에 있어서는 메타원자 가공의 난이도를 고려하여 Opticwave와 Microwave 영역으로 구분하여 응용 및 기술이전이 가능한 item들을 구현 및 시연하도록 한다 (응용연구).

연구내용 ■ 기존 전자기 소자는 전파의 진행이 굴절/회절에 의해 결정되어 일정 두께를 지나야 위상이 변조되며, 따라서 초박/초소형 소자구현 및 극적인 위상 변조, 근접장 제어 등이 어렵다. 최근에 이르러서는 메타원자를 2차원 필름에 배열하여 스넬의 법칙을 일반화한, 저차원의 메타물질에 해당되는 Planar 전자기 소자에 대한 연구가 활발하다.
즉, 2차원 필름에 배열된 메타원자의 spectrum, amplitude, phase, bandwidth 등을 조절해 일반화된 스넬법칙이 적용되는 dynamic 평판안테나를 구현한다거나, 플라즈모닉 메타원자등 을 사용하여 색 순도를 높이고, 이를 투명디스플레이, 항공기 cockpit laser보호 film, color 태양전지 등에 적용하는 기술이 해당된다. 본 과제의 범위와 내용은 다음과 같다.
○ 원천기술 (하향설계, 첨단 메타기술)
- 이종의 메타물질 사이 표면에 형성되는 표면파를 다루는 Topological insulator
- Dynamic 메타물질 중에서 시간의 변화주기가 매우 작을때 나타나는 Time 메타물질
- 비정질 메타물질과 제1원리에 기반한 메타표면 하향설계
○ 응용기술 (광학소자, 컬러필터 계열)
- 메타원자, 공진기 간에 간섭을 유도하면 색순도가 개선된 Color필터
- Transparent display, solar cell, laser 보호 film 등의 개발
○ 응용기술 (비선형 광학소자, Dynamic 계열)
- ENZ 영역의 느린 군속도와 강화된 비선형성을 이용한 Fim 형태의 광변조기
- Geometric 위상의 비선형성을 이용한 Dynamic 렌즈, Berry 위상 비선형소자
- 열, 또는 광흡수 열변현상을 이용한 가변 color filter, 가변 메타필름
○ 응용기술 (RF소자, Dynamic 계열)
- 평판형, 고지향 안테나 Array 설계
- 평판형, 가변형 안테나 Array 제어

기대효과 ■ 컬러 태양전지, IR 단열 컬러필름 등은 도시의 미관을 유지, 개선시키는 동시에 친환경 사회와 신산업을 개척할 수 있는 기술이다. 직접적인 경제, 산업적 효과가 기대된다.

■ 위성 안테나, 5G 안테나, Drone 안테나 및, 센서 네트워크 등에 적용이 가능한, 또한 상용화 난이도와 시장규모의 측면에 있어서 매우 기대되는 기술이다. HEMS(Home Energy Management System)나 에너지의 가시화 시스템, 방범, 물류관리, 공장의 제조라인 감시 등 다양한 응용 분야에서의 이용이 기대된다.

논문

준비중 입니다.

특허

준비중 입니다.

목록

위로 가기