전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 에너지

속보

더보기

극자외선 발생 새 경로 밝혀 고정밀 반도체·초고속 분광학 응용

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

IBS 최첨단 레이저로 광(光)물리학 이론 확장

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 빛은 전기장과 자기장이 서로 얽혀 진동하며 나아가는 파동이다. 파동의 길이가 매우 짧은 극자외선은 눈으로 직접 볼 수는 없지만 여러 분야에서 유용하게 사용된다. 

27일 기초과학연구원(IBS·원장 김두철)에 따르면 IBS 김경택 초강력 레이저과학 연구단(광주과학기술원 물리광과학과) 교수팀은 기존 물리 이론으로 설명되지 않은 새로운 극자외선 발생 경로를 규명했다. 

연구결과는 광학 분야 세계적 권위지인 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’ 온라인판에 지난 25일 실렸다.

연구진은 펨토초 레이저를 이용해 헬륨 원자 극자외선의 특성을 분석했고, 이 빛이 좌절된 터널링 이온화를 통해 발생한다는 것을 밝혔다. 좌절된 터널링 이온화를 통해 발생하는 극자외선의 위상은 전자의 운동에 의해 결정된다. 펨토초 레이저를 이용하면 전자 하나하나를 제어할 수 있기 때문에 결국 극자외선의 위상을 제어할 수 있게 된다. 이를 통해 강력한 결맞은 극자외선을 생성할 수 있다. 2018.09.27. [자료=IBS]

연구진은 광원에서 강력한 빛을 가하게 되면 기존의 다중광자흡수 현상과 다른 새로운 경로로 극자외선이 발생한다는 사실을 발견했다. 1000조 분의 1초라는 찰나의 순간에 빛을 가하는 펨토초 레이저를 이용해 발생시킨 극자외선은 기존과 달리 레이저의 위상 변화에 따라 세기와 발생방향이 달라지는 특성을 보였다. 

특히 기존 다중광자흡수 현상은 극자외선 발생 과정에서 광원의 세기가 고려되지 않은 만큼 이번 연구가 광(光)물리학 연구의 근본적인 이해를 넓힌 셈이다. 

나아가 세기와 방향을 조절할 수 있는 극자외선의 특징을 이용함으로써 산업계에서 요구하는 더 강력한 극자외선 광원 개발도 가능하다. 초미세 공정을 통해 초고정밀‧초고성능 반도체 시대를 견인할 수 있다는 의미다.  

극자외선은 파장이 10∼120나노미터(nm‧1nm는 10억 분의 1m)에 불과한 빛을 말한다. 짧은 파장을 이용해 반도체 기판에 회로를 조밀하게 그려내는 극자외선 리소그래피, 나노미터 해상도로 물질을 관측하는 극자외선 이미징에 활용된다. 

극자외선 리소그래피 기술이 본격 상용화되면 반도체의 성능과 전력 효율을 향상시킬 수 있고, 회로 형성을 위한 공정수가 줄어 생산성도 획기적으로 높일 수 있다. 또 극자외선을 쪼여 물질의 물성을 파악하는 분광학 연구에도 유용하게 사용된다. 

하지만 극자외선을 다양한 분야에 활용하려면 결맞음성(Coherence)이 갖춰져야 한다. 인공적인 빛은 원자 내 전자가 높은 에너지 준위에 놓인 ‘들뜬상태(Excited state)’에서 낮은 에너지 준위에 놓인 ‘바닥상태(Ground state)’로 떨어지는 과정에서 발생한다. 이때 원자가 안정화되며 자연적으로 방출된 에너지는 ‘결맞음성’이 없다. 

반면, 별도의 광원을 이용해 원자에 빛을 가하면 입사파와 동일한 진행방향으로 새로운 빛이 유도 방출된다. 레이저나 통신에 사용되는 전자기파는 모두 결맞음성을 지닌다. 결맞은 빛만이 파장을 증폭시킬 수 있어 빛의 세기를 높일 수 있기 때문이다.

지금까지 ‘다중광자흡수(Multiphoton excitation)’ 현상이 ‘결맞은 극자외선’을 생성할 수 있는 유일한 경로로 알려져 있었다. 다중광자흡수는 별도의 광원을 이용해 원자에 빛을 가하면, 원자가 여러 개의 빛 입자(광자)를 동시에 흡수해 들뜬상태가 된 후, 낮은 에너지 상태인 바닥상태로 이동하면서 결맞은 극자외선을 내놓는 현상이다. 

연구진은 원자에서 완전히 분리된 전자들이 펨토초 레이저의 위상 변화에 따라 서로 보강하거나 상쇄하는 간섭 현상을 일으켰고, 이 때문에 ‘좌절된 터널링 이온화(Frustrated Tunneling Ionization· FTI)’ 극자외선의 세기와 발생 방향이 달라지는 것이라고 설명했다. 이는 전자가 분리되지 않는 다중광자흡수 현상으로는 설명하기 어려운 현상이다. 

기초과학연구원(IBS) 김경택 초강력 레이저과학 연구단(광주과학기술원 물리광과학과) 교수 2018.09.27. [사진=IBS]

김경택 교수는 “IBS 연구진이 개발해온 펨토초 레이저는 세계적으로도 극소수의 연구실만이 가지고 있는 최첨단 기술”이라며 “새로운 광원의 발견은 종종 새로운 학문 분야의 탄생으로 이어지는 만큼 이번에 규명한 극자외선이 무궁무진한 관련 연구로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김정관 "대한상의 담당자 법적조치" [세종=뉴스핌] 최영수 선임기자 = 김정관 산업통상부 장관은 9일 대한상공회의소의 이른바 '가짜뉴스 보도자료'에 대해 "법정단체로서 공적 책무와 책임을 망각한 사례"라고 지적했다. 김정관 장관은 이날 오전 서울 종로구 무역보험공사에서 '6개 경제단체와 긴급현안 점검회의를 개최하고 이 같이 언급했다. 이날 회의에는 문제를 일으킨 대한상공회의소를 비롯해 한국경제인협회, 한국무역협회, 한국경영자총협회, 중소기업중앙회, 한국중견기업연합회 등 경제 6단체 상근부회장이 참석했다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김정관 산업통상부 장관이 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 열린 경제단체 긴급현안 점검회의에서 모두발언을 하고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com 이번 회의는 미국 관세협상, 고환율 등 우리 경제의 대내외 여건과 주요 경제단체들의 현안을 점검하고, 특히 최근 상속세 관련 대한상공회의소 보도자료에서 촉발된 '가짜뉴스' 사안에 대해 인식을 공유하고, 재발을 차단하기 위해 마련됐다. 김 장관은 우선 "대한상의를 소관하는 주무장관으로서 국민들께 깊이 사과드린다"면서 유감을 표했다. 이어 "상속세 부담에 자산가 유출 세계 4위라는 지난주(3일) 대한상공회의소 보도자료는 법정단체로서 공적 책무와 책임을 망각한 사례"라고 질타했다. 그는 "대한상공회의소가 상속제 제도 개선을 목적으로 인용한 통계의 출처는 전문조사기관이 아니라 이민 컨설팅을 영업목적으로 하는 사설업체의 추계에 불과하다"면서 "이미 다수의 해외 언론과 연구기관이 해당 자료의 신뢰성에 심각한 문제가 있다고 지적했으나, 대한상공회의소는 최소한의 검증 절차조차 거치지 않은 채 자료를 인용·확산시켰다"고 지적했다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김정관 산업통상부 장관이 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 열린 경제단체 긴급현안 점검회의에서 모두발언을 하고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com 또한 "해당 컨설팅업체 자료 어디에도 상속세 언급은 없음에도 대한상공회의소는 자의적으로 상속세 문제로 연결해 해석했다"고 질타했다. 특히 "보도자료에 인용된 '최근 1년간 우리나라 백만장자 유출이 2400명으로 두 배 증가했다'는 내용도 국세청에 따르면. 연평균 139명에 불과해 명백히 사실이 아니다"라고 바로잡았다. 김 장관은 "이번 사안은 국민과 시장을 혼란에 빠뜨리고 정책 환경 전반에 대한 신뢰를 훼손하는 심각한 사안"이라고 규정했다. 이에 산업부는 "대한상공회의소의 해당 보도자료 작성·검증·배포 전 과정에 대해 즉각 감사를 착수했다"면서 "추후 감사 결과에 따라 담당자 문책, 법적 조치 등 엄중하게 책임을 물을 계획"이라고 제시했다. 아울러 "정부 정책과 현장 간의 간극을 최소화하기 위해 2월 말부터 주요 단체, 협회들과 '정책간담회'를 정례화해 이어 갈 계획"이라고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 경제단체 긴급현안 점검회의가 열리고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com dream@newspim.com 2026-02-09 09:03
사진
李대통령 '잘한다' 55.8% [리얼미터] [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령 국정수행 지지도가 55.8%로 2주 연속 상승세를 보였다는 여론조사 결과가 9일 나왔다. 리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난 2∼6일 진행한 여론조사에서 이 대통령이 국정수행을 잘 했다는 긍정평가는 55.8%였다. 지난 조사보다 1.3%포인트(p) 오른 수치다. [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 지난 6일 창원 성산구 창원컨벤션센터에서 열린 '경남의 마음을 듣다' 타운홀미팅 간담회에서 미소를 짓고 있다. [사진=청와대] 2026.02.07 photo@newspim.com 이 대통령이 국정수행을 못 했다는 부정평가는 39.1%로 지난 조사보다 1.6%p 떨어졌다. '잘 모름'은 5.1%로 확인됐다. 리얼미터는 "부동산 다주택 투기 규제 및 물가 관리 등 체감도 높은 민생대책과 더불어 대기업 채용 유도, 남부내륙철도 착공과 같은 경제 활성화·균형 발전 행보가 지지율 상승을 견인한 것으로 판단된다"고 분석했다. 지난 5∼6일 진행한 정당지지도 조사에서 더불어민주당 지지율은 지난주보다 3.7%p 오른 47.6%, 국민의힘 지지율은 2.1%p 떨어진 34.9%로 각각 집계됐다. 민주당은 3주 연속 상승세를 보였고, 국민의힘은 2주 연속 하락했다. 이어 조국혁신당은 2.6%, 개혁신당은 3.3%, 진보당은 1.3% 지지율을 기록했다. 무당층은 8.9%였다. 리얼미터는 두 조사 모두 무선 자동응답 방식으로 진행했으며, 대통령 국정수행 지지도 조사의 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±2.0%p, 정당 지지도 조사 표본 오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p다. 대통령 국정수행 지지도 조사 응답률은 5.2%, 정당 지지도 조사 응답률은 4.6%였다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. the13ook@newspim.com 2026-02-09 09:03
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동