Research interests

THz spectroscopy (테라헤르츠 분광학)

0.1~수십 THz, 혹은 파장 mm~수십 micron에 해당하는 테라헤르츠파를 이용해 물질의 특성을 분석합니다. 테라헤르츠파는 meV 수준의 낮은 에너지 덕분에 이온화를 일으키지 않으며, 또한 다양한 분자들의 고유공진모드에 해당하기 때문에, 분자량, 혹은 분자 구조가 거의 같은 물질도 구별해낼 수 있습니다. 이러한 특징을 이용해 반도체, 이차원물질, 생체물질 등 다양한 대상을 분석하는데 활용합니다.

Metamaterials (메타물질)

Micro/nano fabrication을 통해 자연계에 존재하지 않는 물질의 광학적 특성을 구현할 수 있습니다. 다양한 구조의 메타물질을 통해 물질의 유전율 (electric permittivity, ε)나 투자율 (magnetic permeability, μ)을 컨트롤할 뿐만 아니라 근접장 영역에서의 여러가지 효과들을 일으킬 수 있습니다. 테라헤르츠 주파수 대역에서는 파장의 크기 덕분에 메타물질 소자를 일반적인 반도체 공정을 통해서 정교하게 제작할 수 있으므로, 다양한 광학적 응용에 적용할 수 있습니다.

Sensitive/selective molecular sensing

메타물질을 통해 테라헤르츠파를 근접장 영역에서 증폭시킬 수 있습니다. 특히 나노미터 스케일의 좁을 폭을 가지는 Slot antenna 구조는 자기장의 증폭은 억제한 채 전기장만 높은 수준으로 증폭하므로 물질에 의한 테라헤르츠파의 흡수를 크게 증가시킬 수 있습니다. 이를 통해 고민감도의 센서를 구현할 수 있고, 또한메타물질 센서의 공진주파수를 물질의 흡수공진과 일치시킴으로써 화학적인 표지 없이도 선택적인 검출이 가능합니다.

THz imaging based on Metamaterials

기존의 광학적인 생체영상은 조직 내 생체분자의 검출을 위해서 형광염색 등의 표지를 활용하지만, 살아있는 생체에 적용하기에는 여러 문제가 남아있습니다. 대면적으로 제작된 메타물질 소자와 테라헤르츠 분광학적 영상 장치를 결합하여 생체이미징을 구현합니다. 이를 통해 표지 없이 생체내 존재하는 바이오마커를 검출하여 영상화합니다.

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