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초고속 光컴퓨터? ‘나노레이저’가 해답

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초고속 光컴퓨터? ‘나노레이저’가 해답

2013.12.03 18:00

 

머리카락 100분의 1 크기의 빛을 쏘는
머리카락 100분의 1 크기의 빛을 쏘는 '나노레이저'. 나노빔 아래 미세기둥을 세워 전류 공급을 효율적으로 이뤄지도록 했다. - 미래창조과학부 제공

  국내 연구진이 기존 극미세 나노레이저보다 크기는 10배 작고, 전류 소모는 20배 적은 ‘나노레이저’를 개발했다.

 

  이용희 KAIST 물리학과 교수와 박홍규 고려대 물리학과 교수, 정광용 고려대 극미세 나노선 광소자 연구단 박사는 레이저가 작아지면 전류 공급이 어렵다는 기존 나노레이저의 단점을 해결한 새로운 고효율 나노레이저를 만들었다고 3일 밝혔다.

 

  연구팀은 나노레이저가 나오는 4.6×0.61×0.28μm (마이크로미터·1μm=10만 분의 1m) 크기의 나노빔 아래 수십~수백nm (나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 너비의 미세기둥을 배열함으로써 나노레이저에 전류를 효과적으로 공급할 수 있는 방법을 찾아냈다. 이를 위해 연구진은 미세기둥의 위치와 크기를 조절하기 위해 10nm단위까지 제어할 수 있는 최첨단 반도체 기술인 ‘전자빔 식각’ 공정을 활용했다.

 

  그 결과 연구팀은 기존 나노레이저를 구동하는데 필요했던 전류의 20분의 1정도인 5μA만 공급하더라도 나노레이저가 작동하는 것을 확인했다. 또 레이저의 집적도도 높여 빛을 머리카락 굵기의 100분의 1까지 만들어내는데 성공했다.

 

  연구팀은 “레이저를 구동시키기 위해 필요한 빛 증폭장치인 ‘공진기’ 내부에 있는 ‘InGaAsP’라는 반도체 물질에 전류를 효과적으로 공급할 수 있게 된 것이 핵심기술”이라며 “이번에 개발한 나노 레이저는 현재 가장 적은 전류를 이용해 구동하는 장치로, 전선과 전기 대신 광섬유와 광신호로 작동하는 광컴퓨터의 집적회로를 작동시킬 수 있는 저전력 광원으로도 활용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

 

  이번 연구 결과는 지난달 19일 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다.

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