CLEO-PR 2013 工藤 寛史

Wl1-1 다이아몬드 나노광학 및 양자광학, Marko Loncar
제목에서 알 수 있듯이 다이아몬드 구조를 이용하여 양자적 응용을 목표로 하는 연구인데, 그 Fabrication 기술이 정말 대단했다. 기존 실리콘으로 제작되던 링형 공진기나 1차원 광결정(1차원 포토닉 결정)을 다이아몬드에 의해 달성하고, 실리카의 레이스 트랙형 링 공진기에서는 SiO2를 표면에 클래드 역할로 씌워 Q=1.25×105라는 값을 달성했다. (SiO2의 클래딩이 없는 경우, Q=3.0×104) 또한, 최근 Q > 106을 달성하여, 열 등의 노이즈가 적은 광주파수컴에의 응용에 대해서도 보고하였다.

참고자료
S. Y. Lee et al., "Integrated High Quality Factor Optical Resonators in Diamond," Nano Letters, DOI: 10.1021/nl3037454 ( 2013).
M. J. Burek et al., "Free-Standing Mechanical and Photonic Nanostructures in Single-Crystal Diamond," Nano Letters, vol. 12, 6084 (2012).
MI1-1 Hybrid III-V/SOI Nanophotonics: Lasers, Switches and Memories, F. Raineri et al. SOI(Silicon on Insulator)는 이름 그대로 산화막이 내장된 Si를 말하며, IBM이 개발한 기술로 LSI의 고속통신/저전력화에 크게 기여했다. 이번에 SOI 도파관 위에 기판 위에 1.55um에서 발광하는 InGaAsP/InGaSa의 양자 우물이 내장된 InP계 1차원 포토닉 결정을 이용하여, 레이저 및 메모리 동작에 응용한 실험적 보고이다. sec 이상의 메모리 동작을 확인하였다.

참고자료
Y. Halioua et al., "Hybrid III-V semiconductor/silicon nanolasers," Opt. Express 19, 9221-9231 (2011).

Wl4-1 All-Color Plasmonic Nanolasers with Ultralow Thresholds, Yu-Jung Lu et al.
일반적으로 빛과 플라즈몬의 결합은 3차원에서의 갇힘 손실이 크다는 문제가 있다. 이번에 사용한 에피택셜 접근법에서는 그 손실을 크게 줄일 수 있어 고효율의 플라즈모닉 레이저 발진이 가능해졌다. 디바이스의 구조는 InGaN, GaN을 이용한 로드 나노로드를 얇은 실리카 층을 사이에 두고, 실리콘 기판 위의 Ag 기판 위에 설치함으로써 실리카 층에 플라즈몬을 고효율로 가둘 수 있다. 또한, 나노로드의 형상을 제어함으로써 레이저의 파장을 적색~청색까지 제어할 수 있으며, 저출력 CW광으로 동작이 확인되었다(청색의 경우, 10 W/cm2 이하).
참고자료
Y.-J. Lu et al., "Single InGaN nanodisk light emitting diodes as full-color subwavelength light sources as full-color subwavelength light sources," Appl. 98, 233101, 2011.
Y.-J. Lu et al., "Plasmonic nanolaser using epitaxially grown silver film," Science, 337, 450-453, 2012.
Wl4-2 전기적으로 펌핑된 금속-유전체 페데스탈 나노 레이저, Qing Gu et al.

Wl4-2 전기적으로 펌핑된 금속-유전체 페데스탈 나노 레이저, Qing Gu et al.
2단계의 InP 에칭을 통해 두 개의 디스크 구조를 가진 나노 공진기를 제작하는 데 성공했다. 여기서, 디스크 부분은 InGaAs를 사용하여 레이저 응용을 목표로 하고 있다. 상하 디스크의 직경을 달리하여 Q값과 레이저 발진 임계값을 수치해석적으로 구하고, 형상에 대한 검토를 하였다. 또한, 제작한 공진기를 이용하여 레이저 발진 동작도 확인하였다.

Wl4-3 수평형 플라즈모닉 에어-슬롯 링 공진기의 제작 및 응용, 이재학 외, Wl4-3.
두 장의 SiNx 구조 사이에 SiO2를 끼운 상태에서, 에칭을 하여 그 사이에 공간을 만들고, 거기에 플라즈몬을 발생시킨다. Q값은 분석적으로도 실험적으로도 아직 수십 개 정도인 것 같다. 발표의 후반부는 응용처에 대한 보고로, 공진기 표면에 항체를 붙임으로써 시프트 양이 증가하는 경향을 보인 후, 바이오센싱에의 응용이 유용하다고 하였다.

Wl4-4 Active Plasmon Devices, Kenzo Yamaguchi et al.
두 장의 SiNx 구조 사이에 SiO2를 끼운 상태에서, 에칭을 하여 그 사이에 공간을 만들고, 거기에 플라즈몬을 발생시킨다. Q값은 분석적으로도 실험적으로도 아직 수십 개 정도인 것 같다. 발표의 후반부는 응용처에 대한 보고로, 공진기 표면에 항체를 붙임으로써 시프트 양이 증가하는 경향을 보인 후, 바이오센싱에의 응용이 유용하다고 하였다.

Wl4-4 Active Plasmon Devices, Kenzo Yamaguchi et al.
외부 전기장을 가하여 기계적으로 나노 스케일의 격자구조를 제어하는 것에 대한 수치해석에 대한 보고이다. 구조의 변화에 따라 격자 구조의 주변에서 발생하는 표면 플라즈몬의 공명 주파수가 변화한다. 또한, 이온빔을 이용하여 디바이스의 제작도 달성하였으며, 보고에서는 배선과 디바이스를 연결하고, 외부 전기장을 가함으로써 구조가 변화하는 동영상이 상영되었다.

Wl4-6 Plasmonic Properties and Biosensing od Gold Elliptical Nanoring Arrays, Chia-Yang et al.
링 구조의 종횡비(R)를 변수로 하여, 플라즈몬 공명의 강도와 그 파장 시프트를 빛의 편파별로 구한 수치해석 보고이다. 링의 특성을 원형 구조와 원형 구멍 구조에 대해 유사한 해석을 함으로써 보다 깊은 이해를 할 수 있는 내용이었다. 결론적으로는, 세로와 가로의 비율이 단단할수록 좋으며, 바이오센싱에의 응용을 생각하고 있는 것 같다.