즉, 각각의 나노 소자 사이에서 손실 없이 빛을 주고 받을 수 있는 시스템의 개발이 필수적으로 수반되어야 하는데, 이는 현재의 기술로는 많은 어려움이 있다.

고려대학교 물리학과 박홍규교수는 하버드대학교 화학과와의 공동연구를 통해, 이같은 문제를 해결할 수 있는 새로운 하이브리드 구조체를 세계 최초로 구현하였다. 박교수는 새로운 나노 공정을 개발하여, 다양한 색깔의 빛을 발생시키는 반도체 나노선과 발생된 빛을 원하는 대로 제어할 수 있는 광결정 구조체를 결합하였다.

반도체 나노선은 광펌핑뿐 아니라 전기 펌핑으로도 동작하여 광결정 광도파로에 효율적으로 빛을 주입할 수 있고, 이 빛은 광집적회로에서 정보 처리를 위한 다양한 기능을 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 구조를 응용하여, 여러 가지 색깔의 빛을 동시에 방출하는 나노선으로부터 각각의 빛을 색깔별로 따로따로 분리하여 뽑아 낼 수 있는 새로운 광소자도 실험적으로 구현하였다.

본 연구를 통해 개발된 하이브리드 나노선/광결정 결합 구조는 현재 반도체 기술을 대체할 수 있는 차세대 핵심 기술로서, 복잡한 광집적회로를 기능별로 단순화시킬 수 있다는데 그 의미가 크다. 빛으로만 구동되는 광집적회로를 이 같은 광소자들을 이용하여 제작함으로써, 미래의 초고속 광컴퓨터 혹은 도청이 불가능한 고효율 단일 광자원 등을 실제로 구현하는데 있어 한걸음 더 나아갔다고 말할 수 있을 것이다.

<고려대 박홍규 교수>