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| 하이퍼렌즈를 이용한 광학 영상으로 나노 세계 관찰 |
| Name : 윤정원 Date : 07-03-27 09:21 Hit : 6548 |
하이퍼렌즈를 이용한 광학 영상으로 나노 세계 관찰 (2007-03-23) 미국 캘리포니아 대학교 버컬리(University of California, Berkeley)의 시앙 장(Xiang Zhang) 교수와 연구자들은 나노수준의 광학 영상을 볼 수 있는 하이퍼렌즈 (hyperlens)를 개발하였다. 새로운 렌즈는 과학잡지인 사이언스에 발표되었으며, 150나노미터 떨어진 나노와이어를 광학적으로 분간이 가능하게 만들었다. 따라서 하이퍼렌즈는 나노 조직을 보다 효율적으로 스캐닝 할 수 있을 것으로 여겨진다. 현재 수 나노미터의 크기를 관찰하기 위헤서는 원자력 현미경이나 주사 전자 현미경을 사용하여야 한다. 하지만 이러한 장비는 영상을 얻는데 최소한 수분에서 수십 분이 소요된다. 이와 대조적으로 광학 현미경은 단번에 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 살아있는 생물학적 세포에서부터 전자 소자등에 이르기까지 아주 다양하게 사용된다. 또한 이러한 렌즈의 개발 과정을 살펴보면, 2000년에는 런던에 있는 임페리얼 대학의 존 펜드리(John Pendry) 교수가 음의 굴절률을 가지는 물질에 대해 제안했다. 이는 매우 미세한 파장을 재초점화하여 잡는 것이다. 이러한 생각이 완전한 렌즈 또는 슈퍼렌즈라고 불리는 것으로 것으로 러시아 물리학자인 빅터(Victor Veselago)가 음의 굴절률을 가진 물질의 존재를 제안한 후 30년이 지난 지금에서야 개발된 것이다. 이러한 슈퍼렌즈는 전자기 파동을 이용하여 표면 플라즈몬(surface plasmons)이라는 전기 진동자의 운동을 수집한 것이다. 2003년에 장 교수와 연구원들은 광학 미소 파동이 은으로 만든 슈퍼렌즈를 통해 증가하는 것을 보여주었다. 현재 그들은 한층 더 나아가 슈퍼렌즈를 이용하여 40나노미터 크기의 작은 물체를 볼 수 있는 연구를 하고 있다. 이는 현재의 광학 현미경의 회상도가 적혈구의 1/10정도크기인 400나노미터에 비하면 10배나 증가한 것이다. 이러한 연구를 바탕으로 이번에 개발된 하이퍼렌즈는 새로운 개념의 렌즈로써 세포의 핵이나 더 작은 구성요소를 관찰할 수 있을 뿐만이 아니라 살아 있는 세포를 실시간으로 측정하여 세포의 움직임등을 관찰할 수 있다. 이 기술은 향후 고밀도 집적회로등나 DVD등의 기술에 적용이 가능할 것으로 여겨진다. 첨부한 그림과 같이 하이퍼렌즈는 다중층의 은과 알루미늄 산화물 층으로 구성되어 있다. 은(silver) 박막층으로부터 광학 하이퍼렌즈를 만들었다. 이 렌즈는 음의 굴절률을 가지고 빛의 1/6 정도의 선명도를 가지는 영상 구조를를 얻는데 사용될 수 있으며, 따라서 현재 회절 한계를 극복할 수 있다. 이 렌즈가 나노 크기의 물체를 빛을 이용하여 영상을 얻는데 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 이 연구는 광학 굴절 한계와 기술적인 회상도 문제를 해결하고 산업적으로 특히 생의학 영상부분에서 실시간 영상 제공에 획기적인 기술이다. 그림설명: 광학 하이퍼렌즈의 모식도와 영상 http://www.sciencemag.org/ 출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 |
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