[언론보도] 박남규·유선규 교수, 매질 변화 없이 '시간'으로 전자파 제어한다(동아사이언스,2023.02.21)
전자파 제어를 위해 빛의 색을 분리하려면 빛의 경로에 놓인 프리즘과 같이 공간 상의 매질 변화가 필수적이다. 국내 연구팀이 매질 변화 없이 전자파를 자유자재로 제어할 수 있는 기술을 개발했다. 매질이라는 공간적 구조에 의존하던 것을 '시간의 변화'란 개념으로 대체한 것으로 광양자 컴퓨터 구현에 활용될 것으로 기대된다.
서울대 공대는 21일 박남규 ·유선규 전기정보공학부 교수 연구팀이 전자파 소자의 기능적 구조를 시간 축으로 옮겨 균일한 물질로 전자파를 자유자재로 제어할 수 있는 전자파 프리즘을 구현해 국제학술지 ‘네이처 물리학’에 20일 공개했다고 밝혔다.
빛을 포함한 전자파 제어에는 수 mm에서 수 nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 패턴이 박혀 있는 구조가 필요하다. 최근 과학계에서는 이런 개념에서 벗어나 새로운 개념을 제시했다. 시간의 변화를 축으로 공간적 개념을 대체하는 연구다. 하지만 아직 기초 학문 수준에 머물러 실제 전자파 제어 기능을 갖는 소자는 없었다.
연구팀은 “시간은 한 방향으로만 흐르는 1차원 정보만을 제공해 전자파를 자유자재로 제어하기 충분하지 않은 것으로 여길 수 있다”며 “하지만 시간 속 무질서의 개념이 수 많은 공학적 자유도를 제공할 수 있음에 주목했다”고 설명했다.
연구팀은 전기적 성질과 자기적 성질을 설명하는 복잡한 물리학 방정식인 ‘맥스웰방정식’에 시간 무질서 개념을 이식하고, 이를 통해 전자파 제어에 대한 이론적 틀을 확립했다. 연구팀은 “공간적 구조에만 의존하던 신호와 연산 기능을 시간상의 변화로 대체할 수 있음을 처음 증명한 것”이라고 말했다.
유 교수는 “시간 축은 공간 영역에 비해 아직 탐색 되지 않은 활용처가 많다”며 “시공간을 연계하는 광학 소자 개발에 나설 것”이라고 말했다.
Nature Physics, DOI : https://doi.org/10.1038/s41567-023-01962-3
