고려대·한양대 공동연구팀, 비틀린 WS₂이중층 나노 격자에서 광학 플랫밴드 구현
- 층간 결합과 비틀림을 활용한 광학 밴드 분산 및 군속도 제어 -
고려대학교 물리학과 공수현 교수 연구팀과 한양대학교 물리학과 박문집 교수 연구팀이 이황화텅스텐(WS₂) 기반의 비틀린 이중층 나노 격자에서 광학 플랫밴드(flat band)를 실험적으로 구현했다. 이번 연구는 인공 격자의 층간 결합과 상대적 비틀림을 활용해 광학 모드의 밴드 분산을 제어하는 방법을 제시했다. 플랫밴드는 파동벡터가 변해도 고유주파수가 거의 일정하게 유지되는 밴드 구조로, 분산 관계의 기울기에 해당하는 군속도가 작아지는 것이 특징이다. 연구팀은 결합된 격자에서의 상쇄간섭을 활용해 빛의 공간적 전파를 억제하고, 밴드의 평탄화와 광학 모드의 국소화를 구현했다. 이러한 접근은 비틀림에 따른 밴드 구조의 변화를 연구하는 광학 플랫폼을 제공하며, 빛의 전파와 국소화를 제어하는 나노광소자 설계로 이어질 수 있어 레이저, 광센서 및 양자광학 소자 연구에 응용될 것으로 기대된다. 연구 결과는 2026년 8월 28일 Science Advances에 게재되었다.
- 논문명 : Strong interlayer coupling and chiral flat-band cascades in twisted bilayer gratings
- 저자 정보 : Daegwang Choi, Soon-Jae Lee, Seung-Woon Cho, Chan Bin Bark, Seik Pak, Dong-Jin Shin, Moon Jip Park*, and Su-Hyun Gong*
(위 좌측부터) 고려대 공수현 교수, 최대광/이순재 박사, 조승운 박사과정생
(아래 좌측부터) 한양대 박문집 교수, 박찬빈/박세익 석사과정생
