빛을 방향을 제어하기 위해서는 전자를 제어하는 실리콘 반도체 소재와 같은 광결정 소재가 필요하다. 하지만 원하는 수준의 광밴드갭(물질내에서 존재할 수 있는 빛의 파장 영역)을 갖고 있으면서 이를 실용화시킬 수 있는 광결정 소재는 그동안 알려지지 않았다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 이기라 성균관대 교수 연구팀이 '손실 없이 빛의 흐름을 마음대로 제어할 수 있는 다이아몬드 구조의 광결정을 나노입자들이 스스로 모여 만들어지도록 하는 방법'을 개발했다고 28일 밝혔다. 

실험 결과 다이아몬드 구조와 파이로클로로 구조가 서로 침투한 구조인 라베스(Laves) 구조를 만들어졌다. 연구팀은 이 구조에서 파이로클로로 구조를 없애면 다이아몬드 구조가 얻어질 수 있다고 설명했다. 

이 구조의 광결정은 넓은 광밴드갭을 가지며, 이를 구현하면 3차원 공간에서 빛을 다양한 형태로 제어할 수 있게 된다.

이기라 교수는 "오랫동안 풀지 못했던 3차원 다이아몬드 광결정 구조를 구현한 것으로 광결정 구조 기반의 디스플레이, 레이저, 센서 분야의 중요한 기반 기술이 되어 광소자에서 광컴퓨터까지 활용될 수 있다"면서 "특히 파이로 클로로 구조는 최근 주목 받고 있는 메타물질에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 

이번 연구는 교육부와 한국연구재단 글로벌연구네트워크지원사업과 미래창조과학부․한국연구재단의 기초연구원사업 지원으로 수행됐으며, 연구성과는 국제적인 학술지 '네이처 머터리얼즈(Nature Materials)'에 지난 27일자로 게재됐다.