서울시립대 이주한 교수 연구팀, 2차원 맥신 (MXene) 기반 초광대역 포화흡수소자 제작 기술 개발

중앙일보

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서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 이주한 교수(좌측, 교신저자), 이경택 연구원(중앙, 제1저자), 권서영 연구원(우측, 제1저자)

서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 이주한 교수(좌측, 교신저자), 이경택 연구원(중앙, 제1저자), 권서영 연구원(우측, 제1저자)

서울시립대학교(총장 원용걸) 전자전기컴퓨터공학부 이주한 교수 연구팀(공동 제1저자 이경택, 권서영 연구원)은 ‘꿈의 신소재’로 주목받고 있는 2차원 나노물질인 맥신 (MXene)을 기반으로 한 초광대역 포화흡수소자 기술을 개발하였음을 발표하였다.

이 연구는 2024년 11월 21일, 영국의 왕립화학회에서 발행하는 국제저명학술지인 'The Journal of Materials Chemistry C'에 뒷표지(Back Cover) 논문으로 게재되었다.

맥신은 금속층과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노물질로, 전기 전도성이 높고 우수한 화학적 특성을 지니고 있어 전자, 신소재, 화학공학 등 다양한 분야에서 주목받고 있다.

2차원 맥신(MXene) 기반 초광대역 포화흡수소자 제작 기술 개발 대표 그림

2차원 맥신(MXene) 기반 초광대역 포화흡수소자 제작 기술 개발 대표 그림

연구팀은 맥신의 한 종류인 나이오븀 카바이드 (Niobium Carbide)의 적외선 대역에서의 광학적 비선형 (Optical Nonlinearity) 특성을 활용하여 근적외선 뿐만 아니라 단파적외선 대역을 포함하는 초광대역 동작이 가능한 광섬유 기반의 포화흡수소자 (Saturable Absorber) 제작 기술을 개발하였다. 특히 제작된 하나의 포화흡수소자를 1.5-um 대역 동작 레이저와 1.9-um 대역 동작 레이저에 삽입하여 두 레이저 모두 안정적인 초단펄스 출력 구현이 가능함을 보임으로써 제작된 포화흡수소자의 레이저 응용성을 입증하였다.

이주한 교수는“본 연구에서 밝힌 Nb4C3 맥신의 광학적 비선형성을 기반으로 제작한 포화흡수소자는 그 성능이 우수하여 실제 산업용으로 응용될 수 있을 것으로 기대하며 향후 연구실 창업 기업인 ㈜크로마넷을 통하여 맥신기반 포화흡수소자 및 이를 이용한 초단펄스 광섬유 레이저들을 상용화할 계획이다.”라고 전했다.

이 연구는 한국연구재단의 선도연구센터(ERC) 사업과 STEAM연구 미래유망융합기술파이오니어 사업의 지원으로 수행되었다.

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