| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 원자층 두께의 2차원 박막 표면 국소 프라즈몬과 인․형광 분자 프라즈몬 간의 상호작용으로 인한 비선형 광증폭 현상을 연구하고, 이를 이용한 분포 궤환형 (DFB) 유기 레이저 시스템 개발을 목표로 한다. ◼ 전체 내용 1. 그래핀/광분자 융합구조에서 국소 프라즈몬으로 인한 인‧형광 증폭 기저 연구 2. 전이금속칼코겐/광분자 융합구조에서 국소 프라즈몬으로 인한 인‧형광 증폭 기저 연구 3. 격자 구조위 이차원 박막/광분자 시스템에서 유기 분포 궤환형 (DFB) 레이저 구현 ◼ 1단계 ❏ 목표 그래핀/광분자 융합구조에서 국소 프라즈몬의 인‧형광 증폭 기저 연구 ❏ 내용 - 환형 구조의 인‧형광 유기 분자 또는 유기금속 분자 증착 조건 조사 - 단일층 또는 다층 (2~3층) 그래핀에 증착된 유기(금속) 광분자 융합체계에서 분자구조에 따른 국소 프라즈몬과 비선형 광발광 증폭 기저 연구 - 다적층 (2~10 층) 구조에서 발광 효율 (>10%) 및 수명 연구 - 전계 발광 및 파장 (>800 nm, ~650 nm, ~550 nm, ~470nm) 조절 기술 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 전이금속칼코겐/광분자 융합구조에서 국소 프라즈몬 인/형광 증폭 기저 연구 ❏ 내용 - 선형 및 환형 인‧형광 분자들의 전이금속칼코겐 박막 위 증착 및 특성 분석 - 전이금속칼코겐/광분자 융합체계에서 국소 프라즈몬 효과 연구 - 다적층 (2~5 층)된 전이금속칼코겐/광분자 융합구조에서 전계 발광 특성 조사 - 전이금속칼코겐/광분자 융합체계에서 파장(가시광선~근적외선) 조절 기술 개발 ◼ 3단계 ❏ 목표 격자 구조위 이차원 박막/광분자 시스템에서 분포 궤환형(distributed feedback, DFB) 유기 레이저 구현 ❏ 내용 - 전산모사를 통한 발광 파장별 DFB 격자 구조 계산 - 마이크로 (< 500x500 μm<sup>2</sup>) 크기의 DFB 격자 위에 박막/광분자 융합구조 형성 - 박막 종류 및 광분자 종류에 따른 DFB 레이저 (반치폭<1nm, 문턱전류<~50 μJ/cm<sup>2</sup>, 광효율>5%) 구현 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 유기 레이저에 대한 관심은 그 활용도에 비해 기술적 한계, 즉 유기발광층 과 레이징 유도 구조 때문에 최근에야 활발히 연구되어지고 있다. 그래핀 또는 전이금속 칼코겐/유기광분자 융합구조에서 2차원 원자층 박막소재의 국소 표면 프라즈몬과 분자 프라즈몬 공명현상은 광학적으로 매우 흥미로운 주제이며, 그 기저를 이해하고 조절가능하다면 비선형 광학에서 매우 중요한 실험적, 이론적 결과를 보고할 수 있을것으로 판단된다. 또한, 이를 통해 발광증폭 및 파장을 조절 할 수 있다면 유기레이저의 개발에 있어 획기적인 기술적 발전을 가져 올 수 있을 것이다. 다양한 구조의 유기 광분자를 통한 유기 분포 궤환영 레이저 개발은 안정적이고 가시광선 영역뿐만 아니라 근적외선 영역대까지 확장 가능한 구조로써, 유기레이저 원천기술이 될 것이다. 유기 레이저 다이오드는 바이오 센서, 디스플레이, 광통신등의 분야외에도 유연소자에 바로 적용할 수 있는 다기능성 레이저가 될 것으로 판단된다. 그러나, 이 분야의 기초기술을 개발하고, 발전시키는 국내 전문가는 아직 충분하지 않은 실정이다. 특히 소재/부품/장비 분야에 있어 해외 의존도를 낮추고자 하는 추세에 비해 이런 중요한 기술분야의 인력이 부족하고, 훈련되지 아니하는 것은 기술독립의 시기가 멀어지는 결과를 초래할 것이다. 따라서 본 연구를 통해 양성되어지는 인력은 앞으로 유기레이저 기술개발 분야에 있어 매우 중요한 역할을 하리라 판단된다. (출처 : 요약문 2p) |
