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[IT뉴스]빛 입자 한 점에 가둬 상온에서 양자광원 밝기 130배 높여

온카뱅크관리자

2026-04-14 10:47:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">IBS "양자통신·양자컴퓨팅 응용 기대"</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="XKSqCZLxpS">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a0313b1c998dd8ae1926ec9c88db23c580406cf7b471162f9783820575c189c8" dmcf-pid="Z9vBh5oM7l" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="박경덕  포스텍 교수(왼쪽부터), 문태영 IBS 학생연구원(포스텍 석박통합과정생), 서영덕 IBS 부연구단장, 이형우 포스텍 연구원 (뒷줄 왼쪽부터), 구연정 포스텍 연구원. IBS 제공 " class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/14/dongascience/20260414104009190yywp.png" data-org-width="680" dmcf-mid="HXkZjC8B0v" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/14/dongascience/20260414104009190yywp.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            박경덕  포스텍 교수(왼쪽부터), 문태영 IBS 학생연구원(포스텍 석박통합과정생), 서영덕 IBS 부연구단장, 이형우 포스텍 연구원 (뒷줄 왼쪽부터), 구연정 포스텍 연구원. IBS 제공 
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="e16de15a68ef6868f073d6b8d7f3599ecd8a230d0002433162927c5d8bbe420b" dmcf-pid="52Tbl1gR0h" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 상온에서도 안정적으로 밝게 빛나는 고효율 양자광원을 개발했다. 빛을 만드는 입자를 특정 위치에 98% 효율로 가두는 데 성공해 발광 효율을 기존보다 130배 높였다. 양자통신·양자컴퓨팅 분야 응용 기술 개발에 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="c01717e2961c5abb1c5a3037ba30067b89f20db9f624dcea271a18dd1127327e" dmcf-pid="1EVAKRHlFC" dmcf-ptype="general">기초과학연구원(IBS)은 서영덕 IBS 다차원 탄소재료 연구단 부연구단장(울산과학기술원 화학과 교수)과 박경덕 포스텍 물리학과·반도체공학과·융합대학원·반도체대학원 교수 공동 연구팀이 2차원 반도체에 지름 500나노미터(nm, 10억분의 1미터) 크기의 나노홀 구조를 도입해 엑시톤을 특정 위치에 가두는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 3월 13일 발표했다.</p>
          <p contents-hash="d57705167a10777847e18f82d0b3ba3d9a11bd1b02bcbd4374517b55ee031786" dmcf-pid="tDfc9eXSzI" dmcf-ptype="general"> 엑시톤은 전자와 정공이 결합한 준입자로 반도체에서 빛을 방출하는 역할을 한다. 정공은 전자가 빠져나간 자리로 양전하처럼 움직이는 입자다. 특정 위치에 갇힌 엑시톤은 안정적인 발광이 가능해 양자광원으로 활용할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="fd494be351955d3179ffd9dc1ac16a1a4b4fef9917713177c788cfedbfcbee0a" dmcf-pid="Fw4k2dZvuO" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 2차원 반도체 아래 지름 500나노미터 크기의 미세한 구멍 구조를 배치했다. 움푹 파인 그릇의 중심처럼 엑시톤이 자연스럽게 한 점으로 모이는 원리를 활용했다. 열처리로 반도체와 금 기판 사이 수분층을 제거해 과잉 전하를 줄이고 엑시톤이 에너지 손실 없이 빛으로 방출되는 환경도 함께 구현했다.</p>
          <p contents-hash="914ac8156fa8439ceca4431afaff9c0f93d38418612874bdf08ad28ad3cd2ea2" dmcf-pid="3r8EVJ5Tps" dmcf-ptype="general"> 그 결과 엑시톤 구속 효율 약 98%이 높아졌고 발광 효율도 기존 대비 약 130배 향상됐다. 구속 효율은 특정 영역에 엑시톤이 얼마나 효과적으로 모여 머무르는지를 나타내는 비율이다.</p>
          <p contents-hash="f6bd52d436dd9664aa8966bea865a0ca43cc576b10d593070ee60dec16ddad4d" dmcf-pid="0m6Dfi1yFm" dmcf-ptype="general">연구팀은 나노 구조를 더욱 작게 만들고 빛을 비추는 조건을 정밀하게 조절하면 상온에서 단일양자광을 만드는 것도 가능할 것으로 내다봤다. 2차원 반도체는 대량 생산에 적합한 반도체 웨이퍼 공정을 활용할 수 있어 양자통신·양자컴퓨팅 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 전망이다.</p>
          <p contents-hash="059e5cca04058a97accac6db554e5b7200af517f21b2d25161dcf028566fead9" dmcf-pid="psPw4ntWur" dmcf-ptype="general">제1저자인 문태영 학생연구원은 "빛을 내는 입자를 한 점에 모아 가두는 방식으로 상온에서도 밝게 빛나는 양자광원을 구현한 점이 핵심"이라며 "다양한 광양자 소자로 확장할 수 있는 기반이 될 것"이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="ef66aba034432203623c6afa1d9f47ab9e18abb094b30cdc1fbf9e1f96369a5c" dmcf-pid="UOQr8LFY7w" dmcf-ptype="general">서 부연구단장은 "2차원 반도체에서 빛이 만들어지고 사라지는 과정을 정밀하게 제어해 성능을 크게 끌어올렸다"며 "상온에서 단일광자를 생성하는 광원으로 발전할 수 있는 중요한 기술적 전환점"이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="dc1044c17734940a24c9128fddfda79db4b0cf8256dafbf6c450a612b0dc8bf7" dmcf-pid="uIxm6o3G0D" dmcf-ptype="general"> 참고자료<br> doi.org/10.1126/sciadv.ady2186<br>  </p>
          <p contents-hash="5524ff6961253398758254dd5611392b33a4df1070c2b748b4c73f2eef013028" dmcf-pid="7CMsPg0HzE" dmcf-ptype="general">[조가현 기자 gahyun@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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