과제구성현황

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연구과제명 전자기 극한물성 구조체 기술

연구책임자

소속 전기공학부
전화 02-880-1820
이메일 nkpark@snu.ac.kr
연구분야 광파, 음파, 마이크로파 제어, 태양전지
공동연구자
  • 신중훈(KAIST), 남상욱(서울대학교), 송석호(한양대학교), 신종화(KAIST),
연구목표 ■ 본 세부과제의 연구목표는 전자기적 극한물성을 전영역에서 달성할 수 있는 신개념 메타원자를 설계하는 것이다.

이를 위해 자연원자 원리의 모사에 기반을 두고 지정된 물성을 하향, 가변적으로 달성할 수 있는 지능형 메타원자를 설계하는 패러다임 및 원천 기술을 개발하고, 광이득 매질을 활용하여 기존 메타물질의 광손실 문제를 극복하며, 소재, 구조체, 구조체배열 각 단계에서 차원의 창조적 조합과 활용을 통하여 기존에 존재하지 않았던 차원결합성 극한물성을 개척하는 한편, 구조체의 비공명/다공명 특성을 제어하여 광대역 극한물성을 확보한다.

이와 같은 극한물성 구조체을 메타안테나를 포함한 혁신적 응용분야 적용하는 방법을 탐색한다.

연구내용 ■ 하향식 설계 기반 극한물성 원천기술
- 유전율, 투자율 분리설계를 위한 자연원자 모사 메타원자 구조연구
- 역문제(Inverse Problem) 해석을 통한 메타원자 내부구조 설계
- n=0 근처 극한물성 특이점 분석 및 수퍼프리즘 구현
- 복합 메타원자 등을 통해 전영역 하향식 극한물성 설계 및 응용 기술 확보

■ 비공명‧다공명 기반 극한물성 원천기술
- 삼차원의 확장된 자유도를 이용하여 광대역에서 다양한 물성을 얻을 수 있는 저손실 비공명 및 다공명 구조체에 관한 이론적 연구
- 극미세 공간에서 고증폭된 필드를 제어할 수 있는 미세구조체 연구
- 광대역에서 최적 흡수/방출 특성을 확보한 맞춤흡발광체 기술 확보

■ 다차원 회로 기반 극한물성 원천기술
- 소재의 차원, 미소구조체의 차원, 구조체배열의 차원 조합에 따른 극한물성 연구
- 상위차원 소재의 저차원배열, 저차원 소재의 상위차원배열, 이종차원 결합으로 새로운 극한물성을 구현하는 기술 개척
- 다차원 기반 극한물성 안테나 설계

■ 광이득 물질 기반 극한물성 원천기술
- 광손실을 보상하고 광이득을 증폭하는 극한물성 확보
- 광손실-광이득을 결합함으로써 새로운 극한물성 확보
- 손실-이득 복합 극한물성이 보이는 특이거동의 실험적 검증

기대효과 ■ 전영역 극한물성이 가능하게 됨으로써, 전자기파 및 광학 응용 분야에서 소자 성능의 혁신적 향상 및 신개념 소자의 등장이 기대됨.
- 국방산업에서는 전투기, 함정 등의 레이더 피탐 방지, 전투기, 기갑차량 등의 적외선 시그너처 감소/위조에 의한 미사일 회피, 초소형 고감도 안테나를 이용한 지능형 무기체계 등이 가능
- 문화산업에서는 무반향 콘서트홀이 대표적인 응용
- 정보통신산업에서는 차세대 이동통신/위성통신 안테나, 광/전자파 초고집속에 의한 초고속, 저전력 통신 등
- 에너지산업에서는 전자기파 및 광에너지 전달, 흡수, 차폐 등 광범위한 분야에 파급효과가 예상됨

논문

번호 제목 년도 단계
27 Deep sub-wavelength nanofocusing of UV-visible light by hyperbolic metamaterials 201612 2단계 1차년도
26 Nanophotonic modal dichroism: mode-multiplexed modulators 201609 2단계 1차년도
25 Optical effective media with independent control of permittivity and permeability based on conductive particles 201607 2단계 1차년도
24 Observation of exceptional points in reconfigurable non-Hermitian vector-field holographic lattices 201607 2단계 1차년도
23 Effect of Structural Asymmetry on Three Layer Plasmonic Waveguide Properties 201604 1단계 2차년도
22 Bio-Inspired Highly Stretchable and Conductive Dry Adhesives based on 1D-2D Hybrid Carbon Nanocomposites for All-in-One ECG electrodes 201603 1단계 2차년도
21 Remote sensing of pressure inside deformable microchannels using light scattering in Scotch tape 201603 1단계 2차년도
20 Compact and Bandwidth-Enhanced Asymmetric Coplanar Waveguide (ACPW) Antenna Using CRLH-TL and Modified Ground Plane 201603 1단계 2차년도
19 Inverted Ultrathin Organic Solar Cells with a Quasi-Grating Structure for Efficient Carrier Collection and Dip-less Visible Optical Absorption 201602 1단계 2차년도
18 High-sensitivity chip calorimeter platform for sub-nano watt thermal measurement 201602 1단계 2차년도
17 Ultra sub-wavelength surface plasmon confinement using airgap, sub-wavelength ring resonator arrays 201602 1단계 2차년도
16 Direct Optical Probing of Transverse Electric Mode in Graphene 201602 1단계 2차년도
15 Graphene-ferroelectric metadevices for nonvolatile memory and reconfigurable logic-gate operations 201601 1단계 2차년도
14 Critical field enhancement of asymptotic optical bound states in the continuum 201512 1단계 2차년도
13 Rapid High-Resolution 3D Interference Printing of Multilevel Ultralong Nanochannel Arrays for high-Throughput Nanofluidic Transport 201511 1단계 2차년도
12 Spectral separation of optical spin based on antisymmetric Fano resonances 201511 1단계 2차년도
11 Bloch-like waves in random-walk potentials based on supersymmetry 201509 1단계 2차년도
10 Onee-way optical modal transition based on causality in momentum space 201509 1단계 2차년도
9 Plasmonic gain in long-range surface plasmon polariton waveguides bounded symmetrically by dye-doped polymer 201509 1단계 2차년도
8 Selective electric and magnetic sensitivity of aperture probes 201508 1단계 1차년도
7 Progress toward high-Q perfect absorption: A Fano antilaser 201507 1단계 1차년도
6 Single-mode lasers and parity-time symmetry broken gratings based on active dielectric-loaded long-range surface plasmon polariton waveguides 201507 1단계 1차년도
5 Gain-assisted critical coupling for high-performance coherent perfect absorbers 201505 1단계 1차년도
4 Fast and bright spontaneous emission of Er3+ ions in metallic nanocavity 201505 1단계 1차년도
3 A deep subwavelength cavity formed by total external reflection of surface plasmon polariton 201505 1단계 1차년도
2 Parity-time-symmetry breaking in double-slab surface-plasmon-polariton waveguides 201504 1단계 1차년도
1 Enhanced Light Trapping and Power Conversion Efficiency in Ultrathin Plasmonic Organic Solar Cells: A Coupled Optical-Electrical Multiphysics Study on the Effect of Nanoparticle Geometry 201501 1단계 1차년도

특허

번호 산업재산권명 출원/등록 국가 년도 단계
11 컬러 필터 기능과 위상차 필름 기능을 가지는 다기능성 필름 1 20161208 2단계 1차년도
10 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름, 이를 제조하는 방법 및 이를 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법 1 20161208 2단계 1차년도
9 패브리_페로 광각 공진기 1 20161208 2단계 1차년도
8 메타 표면 기반 위상차 제어장치 및 그 장치를 이용하는 광학 장치 1 20161206 2단계 1차년도
7 가변형 메타물질 기반 흡광장치 및 이의 제조방법 (양각) 1 20160812 2단계 1차년도
6 가변형 메타물질 기반 흡광장치 및 이의 제조방법 (음각) 1 20160812 2단계 1차년도
5 음향 파라미터 제어형 메타 원자 및 이를 포함하는 메타 물질 1 20160429 1단계 2차년도
4 3차원 나노구조체를 이용한 초박막형 위상차 필름, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 1 20160323 1단계 2차년도
3 복합 좌우현 전송선로 및 접지연을 이용한 비대칭 공면 도파관 안테나 1 20150723 1단계 1차년도
2 높은 큐 인자를 갖는 완전 빛 흡수체 1 20150722 1단계 1차년도
1 금속 나노 슬롯 및 이의 제조 방법 1 20141119 1단계 1차년도

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