금속 내 전자 진동을 통한 광기반 기술 혁신 신제품신기술2015. 7. 27. 16:18
플라즈몬 금속/유기/반도체 나노와이어 이종구조의 단순 개념도(사진. KISTI 미리안)
20세기 초, 물리학자 구스타프 미에는 금속 나노입자의 색깔이 그 크기와 금속과 근처 물질들의 광학 특성에 따라 변한다는 것을 밝혀냈다. 연구원들은 이 퍼즐의 숨겨진 조작을 찾아냈다. 과학자들은 중세의 유리 제작자들이 오늘날 플라즈몬닉스(소위 플라즈몬인 전자 진동에 기반한 새로운 연구분야)으로 불리는 것을 이용하고 있었다는 것을 깨닫고 놀라워했다. 플라즈모닉스는 광이 금속 표면을 따라 혹은 나노미터 두께 금속 필름 내에서 어떻게 안내될 수 있는지 설명하고 있다. 원자 수준에서, 금속 결정들은 매우 잘 정렬된 격자 구조를 가진다. 이 격자는 자유 전자들과 부딪히는 광과, 상호작용하는 금속 원자들과 밀접하게 연관되지 않는 자유 전자들을 포함한다. 이 자유전자들은 금속 격자 내 양으로 하전된 핵의 고정된 위치에 대해 진동을 집합적으로 시작한다. 음파 내 공기 분자들의 밀도와 같이 전자 밀도는 플라즈몬 파로 금속 격자 내에서 변화한다.
마이크로미터의 거의 절반인 파장을 가진 가시광은 수 나노미터 두께인 금속 필름을 통해 이동하기 위해 거의 100배까지 집중될 수 있다. 이는 인간 머리카락에 비해 1,000배나 더 작은 크기이다. 새로운 혼합 광-전자-파-상태는 특이한 광학 특성을 가진 강한 광-물질 상호작용을 만든다.
플라즈모닉스는 컴퓨터와 스마트폰이 전자 집적화 회로 내부 데이터를 전송하는 방법을 개혁할 수 있다. 현재의 전자 집적화 회로 내 데이터 이동은 금속 와이어 내 전자들의 흐름을 통해 발생하지만, 플라즈모닉스에서, 이는 양의 핵에 대한 진동 움직임에 의해 나타난다. 그러므로 데이터 이동은 오래된 기술에서 더 시간 소비적이다.
※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 금속 내 전자 진동을 통한 광기반 기술 혁신
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