반도체 공정·세포 구조관찰 등 응용

박용근 교수

국내 연구진이 자체 개발한 슈퍼렌즈를 이용해 초미세 물체를 관찰하는데 성공했다.

KAIST는 물리학과 박용근·조용훈 교수 공동연구팀이 빛의 회절한계 때문에 광학렌즈로는 볼 수 없었던 100㎚(나노미터, 10억분의 1m) 크기의 이미지를 2차원으로 실시간 관찰했다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 지난해 4월 박 교수 연구팀이 기존 광학렌즈보다 3배가량 해상도가 뛰어난 ‘슈퍼렌즈’를 세계 최초로 개발한데 이은 후속 연구로 향후 초정밀 반도체 공정이나 세포 내 구조 관찰 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

빛의 굴절을 이용하는 광학렌즈는 빛의 파장보다 작은 초점을 만들 수 없는 특성(회절한계) 때문에 가시광선 영역에서 200∼300㎚ 이하의 물체를 관찰할 수 없다. 연구팀은 빛의 산란 때문에 소멸하는 고주파 근접장에 나노입자로 구성된 페인트 스프레이를 뿌려 미세한 크기의 이미지 정보를 얻은 뒤 최초의 산란 형태를 계산해 복구함으로써 회절한계를 넘는 나노 이미지를 구현했다. 복잡한 궤적으로 물체를 투사할 때 피사체의 특정위치에서 피사체가 지나온 궤적을 되짚어보면 피사체의 처음 위치를 알 수 있는 원리다.

박 교수는 “광학 측정과 제어가 요구되는 모든 분야에서 핵심 기반기술로 사용될 수 있다”며 “기존 전자현미경과 달리 세포를 파괴하지 않고도 초고해상도로 관찰하는 것이 가능하다”고 말했다.

이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 9월 9일자 온라인판에 게재됐다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com

저작권자 © 금강일보 무단전재 및 재배포 금지