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단단한 뼈 구조 모사해 광학적 특성 높인 메타물질 개발
대표 URL	https://www.yna.co.kr/view/AKR20200609134600063?input=1195m
보도매체	연합뉴스, 이데일리, 전자신문, 부산일보 등 6개 언론사
작성자	관리자	보도일	2020.06.09	조회수	646

단단한 뼈 구조 모사해 광학적 특성 높인 메타물질 개발

KAIST "초고속 인공신경망·광소자 연구에 적용"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 신종화 교수 연구팀이 단단한 뼈의 구조를 모사해 비선형성을 크게 높인 메타물질(자연계에 존재하지 않는 새로운 광학 특성을 가진 물질)을 개발했다고 9일 밝혔다.

비선형성은 입력값과 출력값이 비례 관계에 있지 않은 성질이다.

영화 스타워즈에 나오는 '광선검'은 이 같은 비선형성을 이용해 잘 제어된 빛을 만들어내는 가상의 무기다.

광선검이나 빛만으로 구동되는 광컴퓨터 기술을 실현하기 어려운 이유는 강한 비선형성을 갖는 소재가 없기 때문이다.

고출력 레이저를 사용해 초고속 광소자 기술을 구현하려는 연구가 진행되고 있지만, 값이 비싸고 대형 장비를 사용해야 하는 등 한계가 있다.

연구팀은 물질이 가진 유전 분극(전기장을 가했을 때 전기적으로 극성을 띤 분자들이 정렬해 물체가 전기를 띠는 현상) 특성을 매우 크게 조절함으로써 비선형성을 높이는 방법을 생각해냈다.

나노 금속판을 엇갈려 배열하면 분극이 공간을 촘촘하게 채우게 되면서 전체적으로 매우 큰 분극을 만들게 된다.

부드러운 단백질 망에 단단한 미네랄 판이 엇갈려 배열돼 있어 단백질보다 수천 배 단단한 동물 뼈의 구조를 모사했다.

기존 소자보다 에너지 효율은 8배 이상 뛰어나고, 신호 시간은 10분의 1로 짧다.

신종화 교수는 "레이저가 '센 빛'을 이용해 만든 발명 기술이라면, 이번 연구는 매우 큰 유전 분극 특성을 보이는 '센 물질'을 발견해 낸 것"이라며 "초고속 인공 신경망, 광소자 연구에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '커뮤니케이션즈 피직스'(Communications Physics) 지난달 8일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr