국내 연구 진이 광학 적 비 선형 성 이 기존 물질 대비 수천 에서 수십억 배 큰 메타 물질 을 개발 했 다 . 한국과학기술원 ( KAIST · 총장 신성철 ) 은 신종 화 신 소재 공학 과 교수 팀 이 벽돌 을 엇갈려 담 을 쌓 는 것 과 같이 나노 금속판 을 3 차원 공간 에서 엇갈리 게 배열 하 면 ' 광학 적 비선 형성 ' 이 증대 될 수 있 음 을 확인 했 다고 9 일 밝혔 다 . 비 선형 성 은 입력 값 , 출력 값 이 비례 관계 에 있 지 않 은 성질 이 다 . 이 경우 비례 관계 를 넘어설 만큼 커 지 는 것 을 뜻 한다 . 광학 에서 큰 비 선형 성 을 확보 할 경우 , 빛 의 속도 로 동작 하 는 인공 신경망 이나 초 고속 통신 용 광 스위치 등 광소자 를 구현 할 수 있 다 . 다만 강한 비 선형 성 을 가진 소재 가 아직 나오 지 않 았 다 . 연구 팀 은 물질 전기 특성 인 유전 분극 ( 물체 가 전기 를 띠 는 현상 ) 을 매우 크 게 조절 하 는 방법 을 고안 했 다 . 나노 금속판 이 3 차원 에서 엇갈려 배열 되 면 매우 큰 분극 을 만들 게 된다는 점 에 착안 했 다 . 빛 의 세기 가 아닌 분극 크기 를 조절 , 큰 비 선형 성 을 얻 는 방법 은 이번 연구 에서 처음 제시 한 개념 이 다 . 광학 적 거대 비 선형 성 을 갖 는 메타 물질 과 동물 뼈 의 구조 비교 이런 비선 형성 원리 는 단백질 과 뼈 의 단단 함 차이 를 설명 하 는 모델 과 수학 적 으로 아주 유사 한 것 으로 나타났 다 . 동물 뼈 는 이 를 이루 는 단백질 보다 수천 배 단단 하 다 . 연구 팀 이 고안 한 메타 물질 소자 는 기존 소자 보다 에너지 효율 이 약 8 배 나 뛰어나 다 . 에너지 효율 이 비슷 한 기존 소자 보다 신호 시간 은 약 10 배 정도 짧 다 . 현재 까지 개발 된 광소자 중 가장 우수 한 성능 을 보였 다 . 이런 원리 는 광학 뿐 만 아니 라 역학 , 전자기학 , 유체 역학 , 열역학 등 다양 한 물리 분야 에 도 적용 할 수 있 다 . 유체 역학 ' 물질 전달 률 ', 열역학 ' 열전도율 ' 등 다양 한 물성 증대 에 도 연구 팀 의 방법 이 적용 될 수 있 을 것 으로 기대 된다 . 신종화 교수 는 “ 광대 역 에서 매우 큰 유전 분극 증대 율 을 보이 는 물질 을 최초 로 발견 하 고 증명 한 연구 ” 라며 “ 기계 학습 을 위한 초고속 인공 신경망 등 다양 한 광 응용 소자 구현 을 위해 후속 연구 를 진행 하 고 있 다 ” 고 말 했 다 . 대전 = 김영준 기자 kyj 85 @ etnews . com ▶ 해외 주식 투자 입문 가이드 : 인공지능 시대 , 1 등 해외 주식 에 투자 하 라 ! ▶ 네이버 홈 에서 [ 전자 신문 ] 구독 하 기 [ Copyright ⓒ 전자 신문 & 전자 신문 인터넷 , 무단 전재 및 재 배포 금지 ]