테라헤르츠파를 1억배 증폭하는 나노수준 기술 개발 네이처 커뮤니케이션즈 발표, 테라헤르츠파를 집속하는 1나노미터 갭(gap) 배열구조 제작
연구결과 개요
2. 연구내용
연구팀은 제작된 1나노미터 갭 배열에 갭의 크기보다 1,000,000배 큰 파장을 가진 테라헤르츠파를 조사하여 나노 갭에서의 테라헤르츠파의 집속 현상을 관측하였다. 테라헤르츠파를 나노 갭에 조사(照射)하면 갭 양쪽의 메탈 표면에서는 경계 조건에 의하여 갭을 향하는 방향으로 표면 전류가 유도된다.
표면 전류 때문에 금속 표면의 전하는 갭 양쪽으로 모이고 이 때 마치 깔대기로 물이 흘러들어 가는 것처럼 테라헤르츠파가 파장보다 훨씬 작은 갭을 통해 반대편으로 투과한다. 이 때, 갭의 크기가 작으면 작을수록 갭 양쪽에 모인 전하는 쿨롱 작용에 의해 더욱 가까이 모이게 되고 갭에서의 전기장을 증폭시킨다. 1나노미터 갭의 경우에는 내부에서 전기장이 매우 강하게 증폭되기 때문에 갭이 차지하는 면적이 전체 영역의 0.002% 넓이에 불과한데도 입사하는 테라헤르츠파의 50% 가까운 양이 투과한다. 이는 일반적으로 구멍이 작아지면 투과하는 빛의 양도 함께 감소해야 될 것이라는 예상과 반대되는 결과이다.
1나노미터 갭에서 입사하는 테라헤르츠 빔의 크기와 1 나노미터 갭의 크기의 비율을 감안하여 투과율로부터 전기장의 증폭도를 계산한 결과, 1나노미터 갭 내부에서 전기장은 그 크기가 25,000배 이상, 세기는 1억배 이상 증폭되는 것으로 관측되었다. 이는 지금까지 보고된 연구 결과 중에서 가장 강하게 테라헤르츠파를 집속한 결과이다.
테라헤르츠파를 1억배 증폭하는 나노수준 기술 개발
나노 갭에 조사하여 물을 유도할 수 있는 것이 뭘까
테라헤르츠파