포스텍 이후종 교수, 초전도를 이용한 초고주파발진 세계 최초로 성공

포스텍(포항공과대학교, POSTECH) 물리학과 이후종 교수(李厚宗·53세) 연구팀이 세계 최초로 고온 초전도 물질을 이용하여 연속 테라헤르츠(THz)파를 발진(발생)시키는 기법을 개발했다.

테라헤르츠파는 파장이 적외선과 마이크로파 사이에 속하는 초고주파로 X선보다 안전하게 생체 영상을 촬영할 수 있을 뿐 아니라, 흉기 탐지, 물질의 비파괴 검사, 초고속 무선인터넷 실현 등 산업계에서의 응용 범위가 넓어 여러 선진국들이 테라헤르츠파 발진 소자 개발에 주력해 왔다. 그러나 테라헤르츠파는 기존의 전자공학적 기법이나 광학적 기법으로는 발진이 어려워, 그 소자 개발이 제대로 이루어지지 못했다.

포스텍 이후종 교수와 배명호 박사(32세)가 개발해낸 기법은 고온 초전도 단결정에 나노 크기의 층상구조로 형성되는 '조셉슨 접합'을 가공, 외부 자기장에서 발생하는 조셉슨 볼텍스(Josephson vortex：조셉슨 현상을 통해 발생하는 자기장 소용돌이)를 이용하여 접합에서 테라헤르츠파를 발진시키는 기술(첨부사진 참조)이다. 이번 성과는 미국 물리학회가 발간하는 물리학 분야 권위지인 'Physical Review Letter' 14일자에 발표되었다.

초전도 테라헤르츠파 발진 소자의 개발에 국제적으로 경쟁이 치열한 상황에서 이루어진 이 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 테라헤르츠 발진 소자 개발을 한층 앞당김과 동시에 국내 초전도체 응용 연구의 국제적 위상을 높이는 데 기여할 것으로 전망된다.

이 연구는 지난 5년간 한국과학기술평가원과 과학재단에서 지원받은 '국가지정연구실(NRL)'과제와 포스텍 자체 연구지원으로 이루어졌다.

※ 초전도: 일정 온도에서 전기저항이 없이 전류가 흘러가는 현상. 일반적으로 금속이나 합금을 극저온(절대영도·영하273℃) 가까이 냉각했을 때 나타남.

※ 조셉슨 접합 : 두 개의 초전도체를 절연물질을 사이에 두고 연결시키는 것으로 전압이 높아지면 절연물질이 사이에 있어도 두 초전도체 사이에 전류가 흐르게 된다.

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