이호진 숭실대 연구팀, ‘꿈의 전자파’ 테라헤르츠파 조절 기술 개발 성공

세계적 학술지 ‘어드밴스드 옵티칼 머터리얼스’표지논문 실려

국내 대학 연구팀이 테라헤르츠파(Tera hertz Wave·THz 波)를 전기적으로 컨트롤할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 테라헤르츠파는 인체에 해가 없고 엑스레이보다 투과성이 높아 ‘꿈의 전자파’로 불린다. 차세대 5G 통신은 물론, 의료, 보안, 식품, 바이오 등 다양한 분야에서 주목받고 있는 주파수 대역이다.

숭실대는 이 대학 이호진 전자정보공학부 교수, 정현승 박사, 이원우·조현우 학생연구진이 작성한 ‘메타물질 깔때기 효과를 이용한 전자기적 투명성 현상의 전기적인 컨트롤’ 논문이 국제학술지인 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스’에 지난달 18일 자 표지 논문으로 선정됐다고 14일 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 기초연구실 지원사업의 지원으로 수행됐다. 빛을 이용한 테라헤르츠파 조절 기술은 과거에도 제안됐지만, 전기적 신호를 통한 효율적인 테라헤르츠파 조절 기술은 숭실대 연구팀이 처음 개발했다.

연구팀은 테라헤르츠파 대역에서의 전자기적 투명성 현상 및 위상을 전기적으로 조절할 수 있는 능동형 메타물질의 구조에 따른 테라헤르츠파의 투과 특성을 깊이 있게 분석해 최적의 메타 원자 구조를 제안했다고 숭실대는 설명했다. 전기적 투명성은 빛의 속도를 조절, 흡수하거나 반사 스펙트럼 대역에서 매우 좁은 투과 창을 형성하는 비선형 광학 효과를 나타내는 기술을 말한다. 이런 특성은 플랫 렌즈, 테라헤르츠 이미징 및 홀로그램 등의 비선형 광학 소자와 테라헤르츠 소자의 응용에 적용될 수 있는 기술로 유럽, 미국 등에서 활발히 연구 중이다.

이 교수는 “이번에 제안한 기술과 방향이 효과적으로 개발된다면 테라헤르츠파를 기반으로 한 비선형 광학 시스템이나 이미징 시스템 상용화를 한층 앞당길 수 있을 것”이라며 “기술이 좀 더 발전한다면 바이오 시약의 검출 또는 메디칼용 센서의 민감도를 극한으로 올려 아주 미세한 양의 시약 또는 샘플의 성분을 검출 또는 검사할 수 있을 것”이라고 말했다.

이민종 기자 horizon@