폴라리톤 및 2차원 재료 기반 나노포토닉스 연구를 수행하는 연구실입니다.
Inverse Design of Nanophotonic Color Router Robust to Oblique Incidence
본 연구는 자동 미분 기반의 역설계 프레임워크를 개발하여 입사각 변화에 강건한 나노포토닉 컬러 라우터를 설계합니다. 제안된 방법은 ±12° 입사각 범위에서 편광되지 않은 빛에 대해 평균 78%의 광학 효율을 유지하며, 수용 각도 범위와 광학 효율 간의 트레이드오프 관계를 규명합니다.
Advanced Optical Materials · 2025
Bypassing Nonlocal Phenomena in Metals Using Phonon-Polaritons
본 연구는 육방정질 질화붕소(hBN)의 중적외선 포논-폴라리톤을 단결정 금 박편으로 스크린하여 비국소 현상의 영향을 받지 않으면서 나노광 한정을 극한까지 달성합니다. 근접장 이미징을 통해 금 위의 나노미터 두께 hBN 결정의 포논-폴라리톤을 측정하여 94를 초과하는 유효 굴절률을 관찰하고, 단결정 금 표면의 저굴절률 계면층을 확인합니다.
ACS Nano · 2025
Single-gate electro-optic beam switching metasurfaces
본 연구는 단일 게이트 바이어스를 적용한 그래핀 기반 능동 메타표면을 통해 전자광학 빔 스위칭을 구현합니다. 유전 알고리즘으로 최적화된 장치는 57°의 빔 편향을 달성하며, 절대 효율 0.084~0.078, 상대 효율 0.765~0.836의 성능을 보입니다. 비국소 준정규 모드 전개를 이용한 분석 프레임워크로 능동 빔 스위칭의 작동 메커니즘을 규명합니다.
Light Science & Applications · 2025
High‐Efficiency Multi‐Level Beam Switching with Single‐Gate Tunable Metasurfaces Based on Graphene
본 논문은 그래핀 층을 이용한 다중 레벨 빔 스위칭 유전체 메타표면을 제시합니다. 단일 게이트 설정으로 높은 지향성과 회절 효율을 달성하며, 2단계 스위칭에서 지향성 95% 이상, 회절 효율 약 50%를 8 µm 파장에서 구현합니다. 인접 방법으로 역설계된 메타표면의 물리를 준정규 모드 전개로 설명하고, 3단계 및 4단계 빔 스위칭 장치도 설계하여 다중 레벨 빔 스위칭의 일반화 가능성을 제시합니다.
Advanced Optical Materials · 2025
Polaritonic Fourier crystal
본 연구는 폴라리톤 모멘텀의 조화 변조를 통해 산란 손실을 최소화한 폴라리톤 푸리에 결정을 제시합니다. 육방정 질화붕소와 근접장 이미징을 이용하여 1차 블로흐 모드의 우세한 여기로부터 비롯된 명확한 포논-폴라리톤 밴드 구조를 관찰했습니다. 기본 블로흐 모드가 자연 풍부 육방정 질화붕소에서도 폴라리톤 밴드갭을 가지며, 이는 향상된 광-물질 상호작용과 나노광 제어에 필수적입니다.
Nature Communications · 2025
이 연구실은 폴라리톤 및 2차원 재료 기반 나노포토닉스 연구를 지속적으로 수행하고 있으며, van der Waals 결정 내 포논-폴라리톤 특성 분석부터 폴라리토닉 푸리에 결정 구현까지 관련 연구를 이어오고 있다.
이 연구실은 나노포토닉 역설계 방법론을 활용하여 CMOS 이미지 센서용 컬러 라우터 설계 및 자유형 나노포토닉 소자 최적화 연구를 수행하고 있다.