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기술동향
동향 기본정보
무지개 나노 구조
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-06-29 00:00:00.000 |
| 내용 | 캘리포니아 공대 (Caltech)의 공학자들은 나노 크기의 빛을 조작하는 나노 포토닉스 (nanophotonics)와 온도 차이를 전압으로 직접 변환하는 열전기 (thermoelectrics)를 결합하여 광 검출기를 개발했다. 이는 고해상도로 가시 광선 및 적외선 파장 등 광의 파장 (색상)을 구분하기 위한 것이다. 빛 또는 열의 다른 색상을 구별하는 빛 감지기는 지구의 변화하는 식물과 풍경을 연구하는 인공 위성과 색상 변화를 기반으로 건강한 세포와 암 세포를 구별하는 의료 영상 장치를 비롯한 다양한 응용 분야에서 사용된다. Nature Nanotechnology ('Resonant thermoelectric nanophotonics')의 논문에 설명된 이 새로운 검출기는 기존의 유사한 열전기 소자에 비해 약 10 ~ 100 배 빠르게 작동하며 기존의 광 검출기보다 넓은 범위의 전자기 스펙트럼에서 빛을 검출할 수 있다. 전통적인 광 검출기에서, 빛의 들어오는 광자는 반도체에서 흡수되어 검출기에 포획된 전자를 여기시킨다. 이 빛에 여기된 전자의 움직임은 전류를 만들어낸다. 신호는 측정되고 정량화될 수 있다. 효과적이지만, 이러한 유형의 시스템은 가시광에 있는 것보다 낮은 에너지의 광자로 구성된 적외선을 '보기'어렵게 만든다. 새로운 탐지기는 잠재적으로 태양 광 및 열의 적외선 파장을 캡처할 수 있어 더 우수한 태양 전지 및 이미징 장치를 사용할 수 있다. 나노 포토닉스에서 빛이 빛의 파장보다 훨씬 작은 구조와 상호 작용하는 방식을 연구하며 이는 극단적인 빛의 구속을 초래한다. 이 연구에서 이 속성을 열전기의 전력 변환 특성과 결합한 새로운 광전자 장치 유형이다. 연구팀은 수백 나노 미터 폭의 나노 구조를 가진 물질을 만들었는데, 이는 400 ~ 700 나노 미터 범위의 가시 광선을 나타내는 빛의 파장보다 작다. 연구팀은 광의 다양한 파장 (색상)을 흡수하는 다양한 너비의 나노 구조를 만들었다. 이러한 나노 구조가 빛을 흡수하면 흡수되는 빛의 파장에 해당하는 세기의 전류를 생성한다. 검출기는 Caltech의 Kavli 나노과학 연구소 청정실에서 제작되었으며, 기상 증착과 전자빔 리소그래피를 이용했다. 특정 파장의 광자를 흡수할 때 공진하고 신호를 생성하는 구조는 잘 알려진 열전자 특성을 가진 합금으로 만들어졌지만 이 연구는 광범위한 재료에 적용 가능하다. 이 연구는 나노 포토닉스와 열전기의 상호 연결 고리가 아니며 공동 작업을 위한 통로를 만드는 두 가지 연구 분야의 교량이다. 이 두 분야의 교차점에는 많은 미개척의 흥미 진진한 응용 및 연구 기회가 있을 것이다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017002515 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 나노포토닉스, 열전기, 빛, 광 검출기, 나노구조 2. nanophotonics, thermoelectrics, light, light detector, nanostructure |