| 중국과학자, 그래핀보다 성능이 탁월한 나노포토닉스재료 연구 | ||
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 최근 중국과학원 상해광학정밀기계연구소 강레이저재료 중점실험실의 왕쥔(王俊)연구원이 이끄는 연구팀과 외국 방문학자 Werner Blau 교수가 협력 연구를 통해 세계 최초로 그래핀보다 훨씬 뛰어난 MoS2나노재료의 초고속 포화흡수성능을 발견하여 학계의 주목을 받고 있다. 이 창의적인 연구성과는 “Ultrafast Saturable Absorption of Two-Dimensional MoS2 Nanosheets”제목으로 학술지 「ACS Nano」지에 발표되었다. 그래핀에 대한 연구가 본격적으로 추진됨에 따라 MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2와 같은 천이금속 황화물 2차원 나노재료가 차세대 고성능 나노 광전기부품의 첨단기술 연구분야의 핵심재료로 각광받게 되었다. 하지만 광폭 에너지갭(large energy gap) 직접 띠-간격(direct band gap) 반도체 2차원 나노칩의 초고속 비선형 광학성질 및 상응한 광자 부품에 대한 연구는 지금까지 보고된 바 없었다. 고성능 포토닉스 부품 개발은 현대 광정보기술발전의 핵심과제이며, 다양한 포토닉스 부품에는 뛰어난 초고속 비선형 포토닉스 성능을 지닌 재료를 필요로 한다. 따라서 잠재력을 지닌 기능성 포토닉스재료에 대한 초고속 비선형 포토닉스 특성을 심층적으로 연구하는 것이 포토닉스 분야에서 필수 과제가 되었고, 광자정보부품과 기술발전의 원동력이 되었다. 연구팀은 액상 박리기술(The liquid phase stripping technology)을 이용해 고품질의 MoS2나노시트 분산액을 제조했다. TEM, 기시광선-적외선 흡수광 분석, 라만스펙트럼, 원자력 현미경으로 분석한 결과, 분산액에 대량의 고품질 MoS2 나노시트 층이 존재하는 것으로 나타났다. 초고속 비선형 광학실험을 통해, MoS2나노시트가 100fs, 800nm 근적외선 레이저펄스에 대해 그래핀보다 훨씬 탁월한 포화흡수반응을 나타냄을 입증하였다(그림 참조). 이 연구결과는 MoS2를 대표로 하는 천이금속 황화물 2차원 나노반도체재료가 초단펄스 모드 로커(mode locker), 레이저 방호광 진폭 제한기(limiter) 및 광스위치 등 포토닉스 부품 개발 분야에서 거대한 잠재력을 지님을 시사해준다. 지금까지 이와 유사한 유형의 광폭 에너지 갭 직접 띠-간격 반도체 2차원 나노시트에 대한 초고속 비선형 포토닉스 특성 및 상응한 광자 부품에 대한 학술논문이 보고된 바 없다. 정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201310/t20131017_3957607.shtml |
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