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POSTECH 노준석 연구팀, 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질 이용해

광스핀홀 효과 최초 구현
미국화학회(ACS) 저널 표지논문 게재

볼링을 칠 때, 볼에 스핀을 넣어 투구하면 커다란 활모양의 궤적을 만드는 것을 볼 수 있다. 이런 커브볼은 핀을 쓰러뜨리는 파괴력이 가장 좋으나 투구는 어렵다. 이런 현상은 빛에서도 일어나는데, 최근 국내 연구팀이 메타물질을 활용해 ‘광스핀홀 효과’를 수십 배 이상 증가시킬 수 있다는 결과를 내놓았다.

POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 기계공학과‧화학공학과 노준석 교수, 박사과정 김민경씨, 이다솔씨 팀이 인공적으로 디자인된 메타물질‧메타표면을 이용해 광스핀홀 효과를 증가시킴으로써 파장의 수 배 또는 수십 배 이상의 빛을 이동시킬 수 있음을 최초로 구현했다. 이 연구 성과는 최근 광학 분야 국제학술지 'ACS 포토닉스(ACS Photonics)' 표지논문으로 게재됐다.

광스핀홀 효과는 빛이 굴절할 때 입사면에 수직한 방향으로 빛이 이동해 나오는 현상을 가리킨다. 이는 눈으로 볼 수 있는 가시광 영역대에서는 수 나노미터(nm, 10억분의 1미터)로 매우 작아 관찰이 어렵다는 단점이 있었다.

지금까지 광스핀홀 효과를 증가시키기 위해 비등방성이 높은 물질인 하이퍼볼릭 메타물질이 연구됐다. 하이퍼볼릭 메타물질은 금속과 비금속을 파장보다 매우 얇은 두께로 쌓아 올린 적층 구조체로, 특정 방향으로는 금속의 성질을, 다른 방향으로는 비금속의 성질을 모두 가지기 때문에 광스핀홀 효과를 높일 수 있다.

그러나 효율과 광스핀홀 효과는 반비례해 높은 효율과 높은 광스핀홀 효과를 동시에 얻을 수는 없었다. 또한 하이퍼볼릭 메타물질을 활용했을 때 효율이 0.1% 미만으로 매우 낮아 실질적 응용이 불가능했다.

연구팀은 기존의 수평 적층형 하이퍼볼릭 메타물질이 아닌 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질을 이용해 광스핀홀 효과와 그 효율을 높이는 방안을 제시했다. 또한, 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질은 같은 물질 조합과 두께를 가진 수평 적층형보다 수천 배 이상의 광스핀홀 효과와 수백 배 이상의 효율을 갖는 것을 검증했다.

광스핀홀 효과가 사실상 존재한다는 것은 이론적으로 알고 있었지만 실제로 검출하기는 매우 어려웠다. 이 연구를 통해 수직형 하이퍼볼릭 메타물질을 이용함으로써 광스핀홀 효과를 증대시킬 수 있을 뿐 아니라 목적에 맞게 이용할 수 있음을 확인했다.

연구팀이 제시한 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질을 활용한 광스핀홀 효과는 다양한 분야에 실질적 응용이 가능하다. 특히 편광에 따른 기능성 광필터, 광센서, 광스위치, 광 분할기(beam splitter) 등의 광소자로 활용 가능해 광집적회로, 광통신 등의 분야에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.

노준석 교수는 “이 연구는 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질을 이용해 광 스핀홀 효과를 구현한 첫 번째 사례이며, 광스핀홀 효과를 높은 효율에서 얻을 수 있다는 것을 처음으로 제시했다”며 “이 연구를 통해 수직 적층형 하이퍼볼릭 메타물질과 광스핀홀 효과에 대한 연구가 더욱 활발해지기를 기대한다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지역혁신선도연구센터(RLRC), 중견연구사업, 글로벌프론티어사업, 미래소재디스커버리사업, 선도연구센터사업(ERC), 글로벌박사양성사업의 지원으로 수행됐다.



















[폴리 2월 좌담회①] “친문 팬덤 신상털기, 윤리적인 문제로 병적이고 위험한 증상”
<폴리뉴스>와 월간 <폴리피플>은 20일 폴리뉴스 회의실에서 21대 총선과 관련 이슈들을 논했다. 김만흠 정치 아카데미 원장의 사회로 진행된 이 날 좌담에는 홍형식 한길리서치 소장, 차재원 부산가톨릭대학교 초빙교수, 황장수 미래경영연구소장, 그리고 본지 김능구 폴리뉴스 대표가 참석했다. 참석자들은 세부적으로 친문 팬덤의 ‘신상털기’로 논란이 된 충남 아산 반찬가게 아주머니 사건과, 비슷한 맥락으로 친문 팬덤의 열성적 관여로 화제가 되고 있는 민주당의 서울 강서갑 공천을 주제로 놓고 열띤 토론을 벌였다. 좌담회 참여자들은 친문 팬덤의 정치적 맹목성을 비판했으며, 팬덤이 민주당의 ‘시스템 공천 원칙’을 흔들고 있다고 지적했다. 먼저 홍형식 소장은 “영부인의 사전 섭외된 시장 방문처럼 기획에 의한 민심 탐방은 국민들 입장에서 너무 익숙해서 자연스러운 연출이라 보지 않고 정치적 효과도 없다”며 “대통령이 서민 챙기기를 시장통에서 보여준다고 해서 대통령이 서민 챙긴다고 안 본다. 그것은 가벼운 정치”라고 지적했다. 이에 차재원 교수는 “아산 온양시장 반찬가게 아주머니 사건을 보면 이 선거에 임하는 민주당의 여성 지지층에 대한 생각이 보인다”며 “


[여성 출마자 특집 ⑤] 김소정 “여성들이 정치 뛰어들어 선진국형 정치 풍토 정착에 앞장서야”
<[편집자주] 내년 21대 총선을 앞두고 출마가 예상되는 여성 정치인들에 대한 유권자들의 관심이 집중되고 있다. 폴리뉴스는 이들 여성 정치인들에게 총선 출마의 변 및 앞으로의 계획과 비전에 대해 듣는 시간을 가졌다> 김소정 변호사가 출마를 계획하고 있는 ‘부산 사하갑’ 지역은 다가오는 총선에서 엄청난 격전지가 될 전망이다. 무려 다섯 명의 한국당 예비후보가 등록했으며 현역 의원인 최인호 의원의 경쟁력도 강하다는 평가이기에 치열한 싸움이 예고된다. 사하구의회 구의원과 부산 사하갑 당협위원장 출신인 김 변호사는 13일 ‘폴리뉴스’와의 인터뷰에서 여성 신인 정치인으로서의 포부에 대해 묻자 “여성이라는 이유로 특별히 차별을 받거나 불합리한 대우를 당했던 경험은 별로 없다. 남존여비라는 말도 다소 생소하고, (내가 속하는) 97세대는 기존의 세대에 비해 성차별에 대한 경험이 상대적으로 적은 편이다”라며 “정치는 치밀한 논리와 합리적 설득의 과정으로 변모해야 하고, 이제는 여성들이 정치에 뛰어들어 선진국형 정치 풍토 정착에 앞장서야 한다”는 소신을 밝혔다. 정치 입문의 계기에 대해서 김 변호사는 “국회 인턴으로 근무할 때 석유 가격의 부당함을 폭로하는 보도자

[카드뉴스] 케이뱅크 ‘운명의 2월’

[폴리뉴스 강민혜 기자] 국내 1호 인터넷전문은행 케이뱅크는 지난해 4월부터 대출영업에서 손을 뗐습니다. 지난해 6000억 규모 증자가 불발되면서 자본금이 바닥났기 때문인데요. 증자를 주도하려던 KT는 당시 담합혐의로 공정위 제재와 검찰 고발이라는 악재를 만났습니다. 이에 금융당국은 KT의 케이뱅크 최대주주 적격성 심사를 중단했습니다. 케이뱅크가 증자에 실패한 이유입니다. 따라서 이번 2월 임시국회는 케이뱅크에게 아주 중요합니다. 대주주 자격 요건 완화를 담은 인터넷전문은행특례법 개정안이 논의되기 때문입니다. 개정안은 인터넷은행 대주주의 한도초과 지분보유 승인 요건 중 공정거래법 위반 요건을 삭제하는 내용입니다. 개정안이 국회를 통과하면 KT의 케이뱅크 대주주 적격성 심사와, 못다 한 자본 확충 재개를 기대할 수 있습니다. 다만 일각에선 KT를 위한 특혜 법안이라면서 여전히 반대 목소리가 거셉니다. 케이뱅크가 회생기회를 잡고, 대출 영업 재개에 성공할 수 있을지 2월 임시국회에 관심이 쏠립니다.

[카드뉴스]“우한 폐렴 시급” 식약처가 인증한 마스크 알아보기

[폴리뉴스 황수분 기자]중국 우한에서 시작된 신종 코로나바이러스가 전 세계를 공포의 도가니로 몰고 있다. 어디서 어떻게 감염자들을 만날지 알 수 없기에 보건복지부는 마스크와 손 씻기 외 뾰족한 대책을 내놓지 못하고 있다. 덕분에 마스크의 판매량은 기하급수적으로 증가하여 품절 대란을 겪고 있다. 보건용 마스크에는 'KF' 이른바 코리아필터 수치가 표시돼 있는데 뒤에 붙는 숫자는 호흡과 여과에 관한 성능을 나타낸다. KF90이상을 사용하면 그만큼 미세입자를 더 잘 막아줄 수 있어 효과가 뛰어나지만 호흡이 곤란하기 때문에 KF80 또는 KF94 등 자신에게 맞는 것을 선택하여 사용하는 것이 좋다. ▶ 동아제약은‘더스논 마스크’를 출시했다. KF94 제품으로 황사, 미세먼지 등 입자성 유해물질과 감염원으로부터 호흡기를 보호하는 기능이 있다. 크기에 따라 대형과 소형 두 가지 종류로 판매되며, 코 받침과 끈 조절 기능이 있어 얼굴 크기에 맞게 밀착시켜 사용할 수 있다. ▶ 동성제약은 '메디가드' 마스크를 출시했다. 메디가드 미세먼지 황사마스크 KF80, KF94, 아이를 위한 메디가드 미세먼지 황사마스크 KF94, 메디가드 건강마스크 화이트·블랙으로 총 5종이다. 이




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