한국과학기술원(KAIST) 물리학과 나노레이저 연구실 이용희 교수팀은 빛의 파장보다 작은 '초미세 2차원 광결정 나노레이저'를 개발했다고 18일 밝혔다. 광결정은 두 가지 종류의 반도체를 계속 겹쳐 배열한 것으로 광결정을 이용하면 원자단위에서 빛을 제어할 수 있다. 이번에 개발된 2차원 광결정 나노레이저는 레이저 효율이 높고 소비전력이 매우 낮아 차세대 고속 광통신 및 광컴퓨터 핵심소자로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히 크기가 매우 작아 수 마이크로미터에 불과한 고집적 광학소자를 만들 수 있다. 이 팀은 갈륨(Ga) 비소(As) 등 반도체 소재로 2백나노미터(㎚) 두께의 2차원 광결정을 만든 다음 이 결정에 5백㎚ 정도의 거리로 일정하게 배열된 구멍을 뚫어 발진기를 만들었다. 이 교수는 "레이저 크기를 빛의 파장 정도로 작게 만들고 동시에 레이저 공진기 손실을 최소화시킬 수 있으면 전력소모가 거의 없는 이상적인 초미세 레이저를 만들 수 있다"며 "이번에 개발한 나노레이저는 2차원 광결정 구조를 사용해 가장 이상적인 수준에 근접했다"고 설명했다. 지금까지는 레이저의 대부분이 1차원 광결정을 갖고 있었다. 이번 연구결과는 미국 전기전자기술자협회(IEEE)가 발행하는 서킷앤디바이스 5월호에 특집으로 실릴 예정이다. 이 교수팀은 이미 새로운 광결정 레이저 관련 연구결과를 국제 유명 학술지에 10여편 게재했다. 국제학술대회에서 지난 2년간 6회에 걸쳐 초청강연도 했다. 올해도 미국 일본 독일 등에서 7차례 강연할 예정이다. 김경근 기자 choice@hankyung.com