KAIST, 빛과 물질성질 함께 갖는 양자입자 상온에서 관측

KAIST는 조용훈 물리학과 교수 연구팀이 육각형 반도체 막대 구조에서 빛과 물질 성질을 반반씩 동시에 갖는 양자 입자를 상온에서 관측하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

KAIST 연구진이 빛과 물질 성질을 동시에 갖는 양자입자를 상온에서 관측했다. 사진은 반도체 코어-쉘 마이크로 막대 모식도.
KAIST 연구진이 빛과 물질 성질을 동시에 갖는 양자입자를 상온에서 관측했다. 사진은 반도체 코어-쉘 마이크로 막대 모식도.

이 연구에는 한국연구재단 지원을 받은 KAIST 물리학과 공수현 연구원(1저자)과 고석민 연구원이(2저자)이 참여했다.

연구결과는 나노 분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 최신호에 게재됐다.

연구진은 빛과 물질 성질을 동시에 갖는 양자 입자 ‘엑시톤 플라리톤’을 만들기 위해 기존 거울구조 대신 육각기둥 모양 질화물 반도체 마이크로 막대를 이용했다.

이 엑시톤 플라리톤은 무게가 전자의 10만분의 1, 원자의 10억분의 1정도로 가벼운 특성이 있다.

엑시톤은 반도체 내부에 존재하는 물질이다. 플라리톤은 빛도 물질도 아닌 제3입자다.

조용훈 교수는 “레이저, 광학 스위치 등 빛을 이용한 비선형 광학 시스템보다 10배 이상 낮은 구동 전류를 갖는 폴라리톤 기반의 신개념 광학 소자에 응용 가능하다”고 말했다.

대전=박희범기자 hbpark@etnews.com