[뉴스핌=김범준 기자] 서울대학교는 전헌수(사진) 물리·천문학부 교수 연구팀이 무질서 계에서 인위적으로 빛을 제어할 수 있는 기제 원리를 규명했다고 8일 밝혔다.

학계에 따르면, 빛의 자유로운 제어는 광학 분야의 매우 중요한 목표로 다뤄져 왔다.

기존의 광학계는 구조적 측면에서 자유도가 한정돼 다양한 수요 대응에 한계가 있었던 반면, 무질서 계는 충분한 자유도를 보장하지만 광학적 특성을 제어하는 원하는 형태로 제어하고 발현시키기 어렵다는 근본적인 한계가 있었다.

특히 평균산란거리 예측을 통해 빛을 제어할 수 있을 것으로 예상된 '광자 띠꼬리(photonic band-tail)'의 존재와 광학적 특성을 입증하기 위한 수 많은 실험이 있었지만 미제로 남기도 했다.

전 교수 연구팀은 구조적 자유도를 충분히 보장하면서도 체계적인 무질서의 설계가 가능한 광자결정 합금 구조를 도입함으로써 띠꼬리 상태의 존재를 실험적으로 입증했다.

이를 바탕으로 설계와 제작이 가능한 무질서한 광학계를 개발하고, 빛이 공간적으로 퍼져 있는 상태에서 점차 국소적으로 갇히는 새로운 광자학적 상태를 발견하는 등 빛의 인위적 제어 가능성을 제시했다.

광자결정 합금 개념도(왼쪽)와 광자 띠꼬리의 제어 가능한 광학적 특성 모식도(오른쪽). [서울대학교 전헌수 교수팀 제공]

전 교수는 "새로운 광자결정 합금은 빛의 제어 가능성과 함께 우수한 공진 특성을 갖고 있다"면서 "빛의 생성·수송·저장·검출 등 빛의 공진특성을 이용하는 여러 광소자들(초소형 레이저, 광섬유, 광메모리, 태양전지, 포토다이오드 등)의 성능 개선과 차세대 광소자 개발이 기대된다"고 밝혔다.

전 교수는 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고 1987년 동대학원 물리학 석사 학위를 취득했다. 이후 1994년 미국 브라운대에서 박사 학위를 취득하고 1995년까지 연구원으로 근무했다.

1998년 서울대 교수로 임용된 후 현재까지 서울대 반도체공동연구소 레이저연구실장과 자연과학대학 응용물리연구소장 등을 역임했다.

[뉴스핌 Newspim] 김범준 기자 (nunc@newspim.com)