| 초록 |
□ 연구개요 본 연구에서는 나노 메타물질을 이용하여 테라헤르츠 주파수 영역에서 동작하는 전자 소자를 구현하고 소자의 전기적, 광학적 특성을 평가함으로써 기존의 RFID(Radio Frequency Identification) 기술을 10 GHz ~ 1THz 주파수 영역까지 확장하는 것을 목표로 함. RFID 기술(무선 주파수를 이용하여 물체에 부착된 전자 태그에서 물체의 정보를 비접촉 방식으로 송, 수신하고 이와 관련된 서비스를 제공하는 기술)을 테라헤르츠 주파수까지 확장하면 대용량 정보의 초고속 전달, 원거리 통신, 시스템의 소형화가 가능해짐. 이를 위해 테라헤르츠 주파수 대역에서 동작하는 안테나 및 전자 소자의 개발과 특성 평가가 필수적임. 테라헤르츠 주파수로의 전자 소자 동작 속도 향상을 위해 소자의 반응 속도를 고려하여 소자의 크기를 나노미터 수준으로 줄여야 함. 이때 소자의 크기 및 두께가 수 나노미터 수준까지 내려가면 나노수준에서만 일어나는 물리 현상으로 인해 소자에 대한 새로운 접근이 필요함. 본 연구에서는 테라헤르츠 메타물질과 다양한 나노 소재와의 결합을 통해 테라헤르츠 전자 소자를 제작하고 시분해 테라헤르츠 분광학을 통해 소자의 피코초 전류-전압 특성을 평가함. 이를 바탕으로 다양한 기능의 전자 소자를 제안하고 테라헤르츠 분광 특성을 통해 소자의 특성을 평가함. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 테라헤르츠 플라즈모닉 구조와 나노소재의 결합을 통한 나노 복합 소자 제작과 광 특성 및 비선형성 조사. 2) 시분해 테라헤르츠 분광을 통한 복합 소자의 피코초 전류-전압 특성 연구의 이론적 분석 체계 확립. 3) 고출력 테라헤르츠 파 시분해 분광학을 통한 고전압(최대 전기장 세기 1~10 MV/cm) 영역에서 나노 복합 소자의 전류-전압 특성 분석. 4) 반도체 기반 복합 소자의 광여기에 의한 소자 동작 특성 향상. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구과제의 연구개발성과: 1) 양각/음각 형태의 금속 나노 플라즈모닉 구조 기반의 다양한 테라헤르츠 복합 소자 제안. 2) 시분해 테라헤르츠 분광학을 이용한 나노 복합 소자의 피코초 전류-전압 특성 분석 가능. 3) 고출력 테라헤르츠 분광학을 이용한 고전압(10 MV/cm) 영역에서의 나노 복합 소자 전류-전압 특성 분석 가능. 4) 테라헤르츠 나노 복합 소자의 비선형 테라헤르츠 광학 연구 가능. 본 연구결과는 1) 피코초 수준에서 제어 가능한 나노 전자 소자 및 광 소자 개발의 기반을 제공하고, 2) 강한 전기장 영역에서 제어 가능한 나노 전자 소자 개발로의 확장을 기대할 수 있음. 3) 금속 나노 전극 역할을 하는 테라헤르츠 나노 메타구조물은 나노 신소재와 밀리미터 파인 테라파를 강하게 상호작용시키는 역할을 하므로 이러한 비선형성 증대를 통해 테라헤르츠 초고속 비선형 포토닉스 분야 개발에도 기여할 것임. 4) 이러한 시분해 테라파 분광학을 이용한 나노 소재의 전기적 특성 평가는 나노 광학과 물리, 화학, 분광학, 나노 화학 등 다양한 나노 분야 사이에서 융합 연구의 장을 마련할 뿐만 아니라 테라파 광원 및 고감도 측정을 필요로 하는 의료, 보안, 군사 산업 등에서의 기술 개발에도 기여할 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
