고려대학교 이과대학

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소식

2017.05.26 김종승, 조민행, 우한영, 이광렬 교수 2017년 석탑연구상 수상
고려대학교 이과대학 화학과 소속 김종승, 조민행, 우한영, 이광렬 교수 2017년 석탑연구상 수상 고려대학교는 본교 전임교원 중 탁월한 연구 성과로 본교의 연구력 향상에 기여한 교원을 포상하여 널리 알리고, 장기적으로 교원의 연구의욕을 고취하여 연구를 장려하는 문화를 형성하기 위하여 2016년부터 석탑연구상을 제정하여 수여하고 있습니다 (1회 수상자로 최동훈 교수 선정). 2017년 제2회 석탑연구상 수상자는 2016년도(2016/1-2016/12) 동안 이루어진 연구의 질, 연구의 양, 연구비 수주액을 고려하여 9개 계열별 상위 3%와, N.S.C(Nature, Science, Cell지) 학술연구논문 게재 주저자를 대상으로 선정하였습니다. 2017년 제 2회 석탑연구상은 본교 전임교원 1,400명중 화학과의 김종승, 조민행, 우한영, 이광렬 교수를 포함하여 총 47명이 선정되었습니다. 이과대학에서 화학과가 유일하게 2017년 석탑연구상 수상자를 배출하였는데 이는 화학과가 이과대학을 대표하는 학과라는 것을 단적으로 보여줍니다. 앞으로 고려대학교 화학과는 이과대학을, 더 나아가 고려대를 대표하는 학과로 발돋움하도록 하겠습니다.
2017.03.17 2017 QS World University Rankings 수학과, 물리학과, 화학과 상위권 선정
2017.03.17 젊은 과학자들의 모임 '차세대과학기술한림원' 출범
과학기술 분야 석학들의 모임인 한국과학기술한림원(원장 이명철·이하 한림원·KAST)은 24일 오후 서울 더플라자호텔에서 한국차세대과학기술한림원(이하 차세대한림원·Y-KAST) 출범식을 개최한다고 23일 밝혔다. 한림원은 우수한 연구업적을 내고 있는 만 45세 이하 젊은 과학자들을 뽑아 차세대한림원 회원으로 선정키로 하고 이번에 창립회원 73명을 선발했다. 차세대한림원 창립회원은 전원 만 44세 이하이며, 한림원의 ‘최우수 젊은 과학자’ 지원·시상 프로그램을 통해 선발된 한림원 준회원과 한림선도과학자·젊은과학자상 수상자 중에서 뽑혔다. 출범식에서는 이들에 대한 회원패 수여식이 열린다. 한림원은 앞으로 매년 30인 안팎의 차세대한림원 신규 회원을 선정할 계획이다. 독일, 스웨덴, 벨기에, 캐나다, 일본 등 30여개국의 과학한림원(Academy of Sciences)은 산하조직이나 별도 독립기구로 장래가 촉망되는 젊은 과학자들을 선발해 ‘청년한림원’(Young Academy)에 해당하는 조직을 운영해 해외 교류 등을 지원하고 있다. 올해 차세대한림원은 국제 교류와 네트워크 구축을 중심으로 활동을 전개할 계획이다. 3월 일본의 ‘젊은 아카데미 위원회’와 공동워크숍을, 하반기에는 미국과 스웨덴 현지에서 각각 양자 간 공동행사를 열 예정이다. 또 11월에는 한국에 각국 청년한림원 회원들을 초청해서 다자간 심포지엄을 개최키로 했다. 이명철 한림원 원장은 “젊은 과학자들이 주요국에서 연구업적을 기준으로 선발한 신진연구자들과 보다 친밀하게 교류함으로써 장차 세계 최고 수준의 과학자 그룹에서 소통할 수 있도록 지원할 것”이라며 “젊은 과학자들의 해외 네트워크 구축은 이들의 연구역량 향상은 물론 한국 과학기술의 위상 강화에도 상당한 효과가 있을 것”이라고 강조했다. 차세대한림원을 이끌게 된 박용호 한림원 차세대부장(한림원 정회원·서울대 교수)은 “주요국 한림원들은 청년한림원을 통해 젊은 과학자의 목소리를 청취하고 중요 정책과 현안에 대한 의견을 수렴한다”며 “신진연구자들에게 다양한 교류와 토론을 통해 새로운 아이디어와 역동성을 불어넣고, 궁극적으로 젊은 과학자들이 연구에 전념할 수 있는 연구 환경 구축과 지원 정책 마련에 기여하겠다”고 덧붙였다. [한국차세대과학기술한림원 창립회원 73명 명단] ◇ 이학부 = 고재원(DGIST), 국종성(POSTECH), 김근수(세종대), 김미영(KAIST), 김병훈(인천대), 김성용(KAIST), 김윤기(고려대), 김정범(UNIST), 김준성(POSTECH), 남성현(서울대), 남좌민(서울대), 류순민(경희대), 민달희(서울대), 박소정(이화여대), 박수진(UNIST), 박홍규(고려대), 손영우(고등과학원), 송지준(KAIST), 신동명(울산대), 신용일(서울대), 엄상일(KAIST), 오문현(연세대), 오성진(고등과학원), 이동수(KIST), 이성재(고등과학원), 이해신(KAIST), 이효철(KAIST), 장성호(건국대), 조경남(강원대), 조병관(KAIST), 채동훈(KRISS), 최정균(KAIST), 최태림(서울대), 하상준(연세대), 현동훈(서울대) ◇ 공학부 = 강기석(서울대), 강성준(경희대), 고승환(서울대), 권성훈(서울대), 김동훈(인하대), 김병수(UNIST), 김상욱(KAIST), 김선국(경희대), 김수민(숭실대), 김일두(KAIST), 남기태(서울대), 박문정(POSTECH), 박재형(성균관대), 박정욱(연세대), 안종현(연세대), 윤태섭(연세대), 이상욱(이화여대), 이주영(서울대), 이진우(POSTECH), 이태우(POSTECH), 전석우(KAIST), 정운룡(POSTECH), 최장욱(KAIST) ◇ 농수산학부 = 이기원(서울대), 한동욱(건국대), 황인구(서울대) ◇ 의약학부 = 김정훈(서울대), 김형범(연세대), 배옥남(한양대), 오동찬(서울대), 유경상(서울대), 이승희(서울대), 이재성(서울대), 이정호(KAIST), 임경민(이화여대), 정가영(성균관대), 조남혁(서울대), 조선영(경희대)
2017.01.20 고려대 박홍규 교수, 나노레이저 컬러 자유자재로 바꾸는 그래핀 기술개발
그래핀으로 나노레이저의 컬러 자유자재로 바꾼다 - 빛의 손실 큰 그래핀의 단점 역으로 활용, 미래 광컴퓨터 구현 기대 - 미래창조과학부는 고려대 박홍규 교수 연구팀이 그래핀을 통해 나노레이저의 컬러를 자유자재로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 빛의 속도로 빠른 미래의 컴퓨터인 광학컴퓨터 개발을 위한 연구가 끊임없이 이뤄지고 있다. 정보, 이미지 등을 빛으로 처리하기 위해서는 현재 전자칩에 집적시킬 만큼 소형의 레이저가 필요하다. 연구진은 그래핀이 나노미터 크기의 작은 레이저의 색깔을 자유자재로 바꿀 수 있다는 사실을 연구를 통해 밝혀냈다. 박홍규 교수는 “이는 그래핀을 이용하여 나노레이저의 특이점을 제어할 수 있음을 최초로 발견한 것다. 레이저 빛의 특성을 효과적으로 바꿀 수 있어 미래 광학컴퓨터 개발 등에 적용될 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다. 연구는 미래창조과학부․한국연구재단 기초연구사업(개인연구)의 지원으로 수행됐으며, 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 12월 21일자에 게재됐다. 연구의 개요는 아래와 같다. □ 미래창조과학부(장관 최양희)는 “그래핀*의 빛을 흡수하는 성질을 활용해 나노 미터 크기의 작은 레이저인 나노레이저**의 컬러를 자유자재로 바꿀 수 있는 기술이 국내 연구진을 통해 개발되었다.”고 밝혔다. * 그래핀 : 탄소 원자로 만들어진 원자 크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재. 열전도성이 뛰어나고 투명하며 신축성도 뛰어나 활용 분야가 매우 다양하나 빛을 흡수하는 성질 때문에 빛을 이용하는 광소자에는 사용되기 힘들다고 알려져 있음. **나노레이저: 수십에서 수백 나노미터 크기의 빛을 가두는 장치를 이용한 레이저 □ 연구자들은 빛의 속도로 빠른 미래의 컴퓨터인 광학컴퓨터* 개발을 위해 힘써오고 있다. 정보, 이미지 등을 빛으로 처리하기 위해서는 현재 전자칩에 집적시킬 만큼 소형의 레이저가 필요하며 이를 활용하기 위한 연구가 끊임없이 이뤄지고 있다. 그러한 가운데 그래핀이 나노미터 크기의 작은 레이저의 색깔을 자유자재로 바꿀 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. *광학컴퓨터 : 광신호로 작용하는 논리소자를 사용해서 신호를 구성하여, 전자가 아닌 빛에 의해 연산을 하는 컴퓨터. 빛으로만 동작하므로 속도가 매우 빠르고 에너지 효율이 높음. □ 연구팀은 두 나노레이저를 가깝게 위치시키고 한 쪽 레이저에만 그래핀을 덮어서 빛의 손실되는 부분과 빛이 발생하는 부분을 따로 분리하였다. 이를 통해 두 가지 색깔의 빛이 한 가지 색깔의 빛으로 바뀌는 물리적 현상을 실험적으로 최초로 관측하였다. □ 박홍규 교수 연구팀(고려대)은 미래창조과학부․한국연구재단 기초연구사업(개인연구)의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 12월 21일자에 게재되었다. o 논문명과 저자 정보는 다음과 같다. - 논문명 : Direct Observation of Exceptional Points in Coupled Photonic-Crystal Lasers with Asymmetric Optical Gains - 저자 정보 : 박홍규 (교신저자, 고려대 교수), 김경호 (제1저자, 고려대 연구교수), 황민수 (공동1저자, 고려대 석박통합과정) 1. 연구배경 ㅇ 최근 광학적 손실과 이득 사이의 상호작용을 이용한 신개념 광소자가 제안되었다. 이 광소자는 수 마이크로미터 크기의 빛을 가두는 광 공진기로 이루어져 있으며, 광학적 이득과 손실이 공진기 안의 서로 다른 영역에 분포되도록 제작된다. 광학적 손실은 일반적으로 광소자의 성능을 낮추는 주된 요인이다. 하지만 공진기의 특정영역에 선택적으로 광학적 손실과 이득을 분포시키면 공진기의 성능이 낮아지는 대신 공진기 안 고유모드의 특성이 변화되는 특이점(exceptional point)이 나타난다. 이 특이점 근처의 고유모드 특성을 활용하면 단방향 광투과/광반사, 라만 레이저 억제/향상, 단일모드 마이크로링 레이저 등 기존의 개념으로는 얻을 수 없었던 새로운 광학 소자의 개발이 가능하다. ㅇ 빛의 파장 정도로 작은 나노 크기의 광결정 공진기 나노레이저는 작은 모드 부피와 높은 품위값을 가지고 있어 나노광소자 제작에 적합하다. 또 광결정 공진기 안 고유모드 간의 구별이 뚜렷하여 개별 고유모드 특성 분석에 용이하다. 이러한 광결정 공진기의 특징은 공진기 안 고유모드의 특이점을 직접적으로 규명하고 특이점을 이용한 신개념 나노광소자를 구현하는데 특히 적합하다. 하지만 파장크기의 작은 광결정 공진기 안에 국소적으로 광학적 이득과 손실을 분포하기 위한 효과적인 방법은 아직 알려져 있지 않다. 2. 연구내용 ㅇ 연구팀은 광결정 공진기에 부분적으로 그래핀을 덮어 광학적 이득과 손실이 공진기 안에서 공간 분포를 갖도록 하였다. 그래핀이 공진기를 덮는 넓이를 효과적으로 제어하여 공진기 내 고유모드의 특이점을 직접적으로 관찰할 수 있었다. 나아가 그래핀의 광 흡수 특성을 전기적으로 조절하여 특이점이 효과적으로 제어될 수 있음을 보였다. ㅇ 우선 빛의 파장 정도로 작은 광결정 공진기 안에서 광학적 이득과 손실을 구현하기 위해 반도체 물질을 이용한 두 개의 동일 크기 광결정 공진기를 제작하였다. 두 공진기 간의 상호작용을 극대화하기 위해 두 공진기를 매우 가깝게 위치하였다. 제작된 두 공진기 중 한 공진기에만 그래핀을 덮어 한 공진기는 광학적 손실이 발생하게 하고 다른 공진기에는 광학적 이득이 발생할 수 있도록 하였다. ㅇ 제작된 광결정 공진기를 광펌핑*하여 공진기 안 고유모드의 레이저 특성을 분석하였다. 광펌핑을 통해 그래핀을 덮지 않은 부분에서는 광학적 이득이 발생하지만, 그래핀을 덮은 부분은 그래핀에 의한 광학적 손실이 지속적으로 발생한다. 그래핀에 의한 국소적 광 이득/ 손실 분포의 구현 여부를 확인하기 위해, 그래핀을 적용하기 전/후에 각각 레이저 특성을 스펙트럼과 모드이미지 분석을 통해 관찰하였다. 그래핀 적용 전 광결정 공진기는 결합/비결합의 두 가지 고유모드 레이저 특성을 보인 반면 그래핀 적용 후에는 단일 고유모드 레이저 특성을 보였다. *광펌핑 : 외부 빛을 이용하여 물질에 에너지를 주는 방식. 반도체 물질을 광펌핑하여 레이저를 만들 수 있음 ㅇ 광펌핑 위치를 이동시키며 고유모드의 레이저 특성을 관찰하였다. 그래핀이 부분적으로 덮은 광결정 공진기의 경우 그래핀이 공진기를 덮은 넓이에 따라 레이저 특성이 다르게 나타났다. 그래핀이 한 광결정 공진기를 2/3를 덮은 경우 항상 단일 고유모드 레이저 특성이 나타나는 반면 그래핀이 한 광결정 공진기를 1/3만 덮은 경우 광펌핑 위치에 따라 결합/비결합 고유모드와 단일 고유모드 레이저 특성이 모두 나타났다. 특히 그래핀이 한 공진기를 1/3만 덮은 경우, 결합/비결함 고유모드에서 단일 고유모드 레이저로 상태가 변화되는 특이점을 직접적으로 관찰할 수 있었다. 이는 광결정 공진기를 덮는 그래핀의 넓이를 제어함으로써 공진기 내의 국소적 광 손실이 효과적으로 제어될 수 있음을 보여준다. ㅇ 그래핀의 광학적 흡수 특성은 외부에서 그래핀에 전압을 걸어 제어할 수 있다. 본 실험에서는 이온겔(Ion gel)을 통한 전압 인가 방법을 활용하여 그래핀의 광학적 흡수 특성을 변화시켰다. 그래핀의 광 흡수 특성을 전기적으로 제어함으로써 광결정 공진기 내 고유모드의 특이점이 조절될 수 있음을 실험적으로 확인하였다. 3. 기대효과 ㅇ 그래핀을 이용한 나노레이저의 특이점 제어 연구를 통해 광 공진기 내에서 국소적 광 이득/손실 제어가 가능함을 실험적으로 확인하였다. 특히 파장 크기의 작은 광결정 공진기에서도 국소적 광 손실 제어가 가능함을 보였으며, 이는 공간 분포에 따른 광 이득/손실 제어를 요구하는 여러 광 공진기 실험 및 연구에서 폭넓게 활용될 수 있다. ㅇ 그래핀을 이용한 나노레이저의 특이점 제어를 이용하여 효과적인 레이저 제어 및 광 스위치 구현이 가능할 것으로 기대되며 이를 통한 광 집적회로 설계와 같은 응용기술연구에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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