전자에 의한 ‘음의 굴절’, 그래핀으로 세계 첫 실현
전자에 의한 ‘음의 굴절’, 그래핀으로 세계 첫 실현
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  • 승인 2015.10.07 15:29
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‘탄도성 전자소자’ 등에 활용 기대
이후종(물리) 교수 등이 그래핀에서 전자에 의한 음의 굴절을 실현하는 데 성공, 관련 연구 성과를 물리학 분야 국제 권위지 네이처 피직스(Nature Physics)지 온라인 판(9월 14일 자)을 통해 발표하여 학계로부터 비상한 관심을 불러 모으고 있다. 그동안 학계에서는 전자의 전파에 대해서도 음의 굴절을 나타내는 전도물질을 찾기 위해 많은 연구가 이루어졌다. 그 가운데에서도 그래핀을 이용하면 음의 굴절이 가능할 것으로 수년 전 이론적으로 예측됐지만, 기술적 한계로 인해 이를 실현하지는 못한 상태였다. 이후종 교수 연구팀은 육방정계(六方晶系) 질화붕소(boron nitride) 단결정막 사이에 그래핀 막을 삽입하여 그래핀의 전하 이동도를 획기적으로 향상시키고, 전자빔묘화를 이용해 가장자리가 깨끗한 게이트를 얹는 방식으로 기술적 한계를 극복할 수 있었다.
이를 이용하면 물체가 갑자기 시야에서 사라지게 하는 광학 투명망토, 아주 작은 물체라도 구면 수차 없이 뚜렷하게 볼 수 있는 초고 해상도 슈퍼렌즈를 만들어낼 수 있다. 불과 얼마 전까지만 해도 허황된 이야기에 불과한 기술이었지만 메타물질 등을 통한 ‘음의 굴절’이 잘 이루어지면 가능한 기술이다. 어떤 물질이 음의 굴절이 가능하면, 빛이 일반적인 굴절 방향과 다른 쪽으로 휘게 되어 물체와 닿거나 반사되지 않고 반대편으로 나갈 수 있기 때문이다. 이후종 교수는 “이 기법을 이용하면 이동도가 높은 전도체 판에서 전자의 흐름을 마음대로 조절할 수 있게 되어, 상온에서 작동할 수 있는 새로운 탄도성 전자소자 개발에 획기적인 진전을 가져올 것”이라고 말했다. 

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