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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.



















[이슈]김종인·주호영 투톱, 협치 성공할까…경제노선 대전환해 文과 협력
곧 발족을 앞두고 있는 ‘김종인 비대위’와 주호영 원내대표 체제가 정쟁만으로 점철됐던 20대 국회의 전철을 밟지 않고 진정한 의미의 여야 ‘협치’에 성공할지에 관심이 쏠리고 있다. 통합당의 경제노선을 대 전환해 기본소득 담론 등을 인정하면서 문재인 정부와 어느 정도의 발재간 맞추기에 들어갈 것이라는 예측이 나온다. 다만 가장 첨예하게 대립 중인 개헌·공수처·검찰개혁 같은 부분에서도 협치가 가능할지는 미지수다. 최근 상임위 배정을 둘러싼 여야 갈등과, 박근혜 전 대통령 사면 이슈는 협치에 빨간불이 켜지게 하는 요소다. 27일 오후 상임전국위원회·전국위원회에서의 표결과 승인을 기다리고 있는 ‘김종인 비대위’는 차기 대선에 나설 대선주자 발굴과, 청년 등용을 통한 세대교체 그리고 당과 정치 혁신이라는 중차대한 임무를 맡고 있다. 김종인 비대위의 임기는 내년 재보궐 선거까지로, 그 성공 여부는 선거 결과에 따라 판가름 날 전망이다. 언급된 임무 중, 김종인 내정자는 3040세대 ‘김종인 키즈’를 중심으로 대대적인 세대교체 바람을 불러일으킬 것이라는 전망이 나온다. 야권의 대선주자군을 놓고 “미안하지만 지난 대선에서 검증이 끝났고 시효가 다했다”는 발언이 이러한 사실


[김능구의 정국진단] 배진교④ 소득 기준으로 나누면 전국민 고용보험제 도입 가능
[폴리뉴스 송희 기자] 21대 총선에서 정의당 비례대표로 당선되고 원내대표로 선출된 배진교 당선인은 21대 국회에 산적해 있는 정의당의 과제를 어떻게 풀어갈지 밝혔다. 배 원내대표는 22일 국회 정의당 원내대표실에서 ‘폴리뉴스’ 김능구 대표와 ‘정국진단’ 인터뷰를 통해 정의당은 21대 국회 상임위원회에서 환경노동위원회와 보건복지위원회 등 크게 두 가지 방향에서 논의하고 있다고 말했다. 배 원내대표는 “6석의 정의당이기 때문에 선택과 집중해야 한다. 하나는 민생위기 극복과 관련해서 정의당이 해야 할 역할 있는데, 특히 일자리문제, 해고문제 등 국민의 삶의 최저선을 지키고 있는 사회안전망을 고려했을 때, 환노위와 복지위를 확보해야 한다”며 “또 코로나19 이후 대한민국 사회의 변화를 정의당이 그린 뉴딜을 통해 주도해 나가자는 공약을 발표했는데, 이를 이행하기 위해서라도 기획재정위원회, 국토교통위원회, 산업통상자원중소벤처기업위원회 등을 배정받기 원한다”고 밝혔다. 이어 포스트 코로나에 대비해 준비하는 정의당의 정책으로 그린 뉴딜과 관련된 5대 입법을 소개했다. 그중 배 원내대표는 전국민 고용보험제는 근로자가 실직할 경우 생활안정을 위해 일정 기간 급여를 지급하는

[카드 뉴스]코로나19가 쑥쑥 키운 HMR, CMR, 밀키트 시장

[폴리뉴스 송서영 기자]조리시간을 줄여주는 가정간편식(HMR), 간편대용식(CMR), 밀키트 제품에 대한 선호도가 코로나19로 인해 더욱 상승하는 추세입니다. HMR은 완전조리 식품이나 반조리 식품을 간단히 데워 먹을 수 있는 가정간편식입니다. CJ제일제당은 ‘비비고 생선구이’의 3월 매출이 2월 대비 두 배 이상 성장했다고 16일 밝혔습니다. 비비고 생선구이는 전자레인지 1분 조리로 완성돼 가격 대비 시간을 의미하는 ‘가시비’ 높은 제품으로 꼽히고 있습니다. 만두피가 얇은 ‘풀무원 얄피만두’는 출시 1년 만에 누적 판매량 2000만 봉을 넘어섰습니다. 얄피만두는 풀무원의 냉동 HMR 사업의 성장동력이기도 합니다. 풀무원은 얄피만두 등 HMR 제품 출시로 지난해 국내 냉동 HMR 시장 2위를 기록하기도 했습니다. HMR보다 더 간편한 CMR의 인기도 가속화되고 있습니다. CMR은 간편대용식으로 주로 단백질 바, 영양 분말식을 말합니다. 오리온은 ‘닥터유 단백질바’가 출시 1년 만에 누적 판매량 1300만 개를 돌파했다고 밝혔습니다. 집에서도 단백질로 건강을 챙기고 싶은 소비자의 확산으로 지난 2월에는 지난해 4월 출시 이후 월 최고 매출액을 기록했습니다. 밀

[총선 D-day] 더불어민주당, 21대 총선 개표 상황 현장

[폴리뉴스 권규홍 기자] 더불어민주당, 더불어시민당이 제21대 총선 종합상황실을 국회 국회의원회관 대강당에 마련해 개표 결과를 기다렸다. 이 자리에는 이해찬 더불어민주당 대표, 이낙연 더불어민주당 공동상임선대위원장을 비롯해 지역구에 출마했던 주요 격전지의 후보들이 모두 참석해 개표 결과를 기다렸다.


"부산항 8부두 미군 세균실 인력 채용 공고"
"주한미군이 전국 각 기지에 세균전 부대 운영 인력을 배치하려는 정황이 포착됐다" '8부두 미군부대 세균무기실험실 추방 부산시민대책위'는 28일 오후 1시 부산진구 미영사관 앞에서 기자회견을 열 계획이라고 27일 밝혔다. 시민대책위는 주한미군 세균실험 프로그램인 '센토'의 지휘소를 위탁 운영하는 연구소 '바텔'이 지난 3월 주한미군 기지에서 근무할 실험 요원을 모집한 사실이 최근 확인됐다고 알렸다. 지난해부터 부산항 8부두 미군 세균실험 논란 및 의혹이 계속되는 가운데, 코로나19 팬테믹까지 겹쳐 부산시민의 불안과 의혹은 더욱 커져가고 있다. 미국 한 취업 사이트에 게시된 바텔의 채용공고를 보면 "부산, 대구, 서울, 동부천, 창원시 진해구 등지에서 근무할 지휘소 운영인력을 모집하고 있으며 그 임무는 센토 체계를 활용한 정보수집 및 감시"라고 밝히고 있는 것으로 확인됐다. 센토는 기존에 알려졌던 주한미군의 생화학 프로그램인 '주피터 프로그램'을 계승한 프로그램으로 전해진다. 시민대책위 한 관계자는 "이는 주한미군이 세균전 부대를 확대 운용한다는 의미"라면서 "부산 8부두를 넘어 전국을 세균전 부대 주둔지로 만드는 것을 규탄하며 세균전 부대 추방을 요구한다"


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