[대학저널 온종림 기자] UNIST(울산과학기술원) 연구팀이 새로운 메타표면을 개발했다. 메타표면은 자연에 없는 특성을 갖도록 제작한 이차원 물질로, 이번에 개발한 메타표면은 6G 통신에서 소자로 활용하기 적정할 특성을 갖췄다.

6G 차세대 이동통신망은 테라헤르츠(THz) 대역폭을 이용해 1테라비트급 전송을 목표로 한다. 이에 위해선 테라헤르츠 능동소자 기술 개발이 절실한 상황이었다.

UNIST 물리학과 나노광학연구실 연구팀(이덕형 UNIST 교수, 김성환 교수, 양효심 서울대 박사과정 연구원)이 개발한 이 메타표면은 이산화바나듐(VO₂)을 슬릿 배열로 패턴을 만들어, 테라헤르츠(THz)의 넓은 영역에서 투명성을 유지하면서 전기 전도도를 조절할 수 있는 특징을 가졌다.

연구팀은 테라헤르츠파의 파장보다 작은 주기를 가지는 슬릿 배열 구조의 산화바나듐 메타표면을 제작해, 전기적 성질을 조절할 수 있는 테라헤르츠파 영역투명전극을 구현했다.

실온에서 100도까지 온도를 달리하며 광학적·전기적 특성을 측정한 결과, 이산화바나듐 부분은 수천 배까지 전도도가 달라졌다. 반면, 메타표면을 통한 테라헤르츠파의 광대역 투과율은 상전이가 일어나도 일정하게 높아서 투명했다.

연구진은 또 메타표면을 투과한 근적외선(NIR)도 상태 변화에 따라 선택적으로 변조할 수 있다는 사실을 확인했다. 다중 스펙트럼에서의 응용 가능성이 입증된 것이다.

이번 연구는 광학 분야의 세계적 학술지인 ‘레이저 & 포토닉스 리뷰스’에 온라인판으로 8월 7일 게재됐다.

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