에너지 손실을 활용하는 신개념 광소자 작동원리 고안
이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구 개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.
송석호 교수는 '열린-양자역학계에서의 비대칭적 에너지 흐름'을 독창적으로 연구해 기존 나노광학이 해결하지 못한 에너지 손실 문제와 처리 속도를 개선하고, 신개념 광소자를 개발한 공로를 높이 평가 받았다.
송 교수는 열린-양자역학 시스템의 비-허미시안 특성이 갖는 비대칭적 에너지 흐름 원리를 나노광학 기술에 도입하고, 수학적 대칭성과 특이성을 광소자 기술에 적용해 에너지 손실 문제를 극복했다.
연구팀은 광도파로에 빛을 전송하면 양방향으로 빛에너지가 전달되는 공간적·시간적 대칭성을 갖지만 열린-양자역학 이론을 적용하면 광도파로에 에너지 손실이 발생하는 경우 대칭성이 붕괴되고 단방향으로 에너지 전달이 가능해지는 원리를 규명했다.
이를 통해 광신호 흐름의 공간적·시간적 대칭성을 붕괴할 수 있는 새로운 개념의 광다이오드를 실리콘 웨이퍼 상에 직접화된 소자형태로 구현했다. 연구성과는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.
송석호 교수는 "기존 나노광학의 한계를 극복한 신개념 광소자는 앞으로 차세대 이동통신과 국가기간망 사업, 양자컴퓨터 개발 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다"며 "나노광학 분야의 독창성 있는 연구를 통해 기존 난제를 해결하며 새로운 광과학 영역을 개척해 나가겠다"고 밝혔다.
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