KIC News, Volume 16, No. 4, 2013
KIC News, Volume 16, No. 4, 2013 47
Figure. 폴리머 1과 폴리머 2의 구조식(위)과 박막 중의 모습(아래). (a) 2012년에 개발된 반도체 폴리머 1. 폴리머 1은 기판에 대해 폴리머가 수직인 ‘edge-on’ 배향, (b) 알킬기를 도입한 반도체 폴리머 2. 알킬기는 용매와 상호 작용이 강해 용해성을 향상시킴. 폴리머 2는 기판에 대해 폴리머가 평행인 ‘face-on’ 배향.
출처 : 2013.06.04 JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20130604/index.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
오사카대학, 초소형 ․ 초에너지 절약형 라만 실리콘 레이저 개발
- 전자기술과 광기술이 융합된 이상적인 실리콘 칩 -일본 과학기술진흥기구(JST) 과제달성형 기초 연구의 일환으로 오사카부립대학(大阪府立大学) 21세기과 학연구기구의 타카하시 야스미(髙橋和) 강사, 교토대학(京都大学) 공학연구과의 노다 스스무(野田進) 교수 등은 그동안 실현이 불가능하다고 여겨져 온 초소형 라만 실리콘 레이저를 개발했다.
컴퓨터 등의 심장부인 실리콘 칩(이른바 CPU)에서는 전기 배선을 이용한 정보 전달이 에너지 절약·고 속화의 장애가 되고 있어 실리콘 칩 내 또는 칩 간 빛에 의해 정보를 전달하는 광 배선의 실현이 요구되고 있다. 가장 이상적인 것은 저렴한 실리콘 재료만으로 광 배선을 실현하는 것이지만 필요한 몇 가지 기술 중 가장 어려운 것이 실리콘에서 레이저 광을 발생시키는 것이었다. 유일한 성공 사례가 ‘라만 효과’라는 특수 발광 현상을 이용한 광여기형 레이저인데, 에너지 소비, 소자 크기가 모두 커 실용화와는 거리가 멀었다.
연구진은 빛을 미소 공간에 강하게 가두는 포토닉 결정으로 만든 초소형 광공명 장치를 이용하여 기존의 1만분의 1 이하의 크기와 절약된 에너지로 동작하는 라만 실리콘 레이저를 실현했다. 성공 포인트는 그동 안 필요 없다고 생각되었던 공명 상태에서의 발광과 응용에는 부적합했던 결정 방향을 동시에 이용하면 반 대로 레이저 발진에 유리하다는 것을 발견한 것이다.
이번 연구에서는 광여기형 레이저를 이용했는데 대폭적인 에너지 절약화에 성공한 점으로부터 장래에는 용도가 광범위한 전류여기형의 레이저로의 발전을 기대할 수 있다. 이것이 실현되면 실리콘 칩의 광배선은 크게 진전되어 전자기술과 광기술이 융합된 이상적인 실리콘 칩으로의 길이 열릴 것이다. 또 저렴한 소형
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센서 광원으로서 다양한 산업 창출을 가능하게 하여 반도체 산업의 경쟁력을 높일 것으로 기대된다.
본 연구 성과는 2013년 6월 27일 영국 과학지 Nature에 게재되었다(※ 발표논문 참조).
※ 발표논문: Yasushi Takahashi, Yoshitaka Inui, Masahiro Chihara, Takashi Asano, Ryo Terawaki &
Susumu Noda, “A micrometre-scale Raman silicon laser with a microwatt threshold”, Nature, June 27, 2013. DOI: 10.1038/nature12237
Figure. 광결정을 이용한 실리콘 레이저가 탑재된 실리콘 칩.
출처 : 2013.06.27 JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20130627/index.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
큐슈대학, 세계 최대의 팔라듐 나노 시트 분자 합성에 성공
일본 큐슈대학(九州大学) 선도물질화학연구소의 나가시마 히데오(永島英夫) 교수 연구팀은 촉매 등에서 뛰어난 효과를 나타내는 금속인 팔라듐이 나노 시트 모양으로 배열된 나노 금속 시트로서 명확한 구조를 갖는 세계 최대의 분자의 합성에 성공했다. 사다리 모양의 구조를 갖는 규소화합물(ladder polysilanes)과 팔라듐 착체의 반응에 의해 달성된 것으로, X선 결정 구조 해석에서 11개의 팔라듐 원자가 구부러진 구조 를 한 나노 시트 구조를 구축했으며 6개의 규소 원자가 팔라듐의 접착제 역할을 하는 것을 밝혀냈다. 나노 크기를 갖는 구조가 명확한 팔라듐 화합물로 향후 촉매 기능 등에의 응용이 기대된다.
본 연구는 일본과학기술진흥기구(JST)의 전략적창조연구추진사업팀형연구(CREST) ‘원소 전략을 기반으 로 하는 물질과 재료의 혁신적 기능의 창출’ 연구 영역의 일환으로 이루어졌다. 연구 성과는 2013년 6월 14일 영국 과학지 온라인 저널 Nature Communications 에 공개되었다(※ 발표논문 참조).
※ 발표논문: Yusuke Sunada, Ryohei Haige, Kyohei Otsuka, Soichiro Kyushin & Hideo Nagashima, A ladder polysilane as a template for folding palladium nanosheets, Nature Communi- cation, June 14, 2013. DOI: 10.1038/ncomms3014
