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KAIST, 광통신 소재 바륨타이타네이트 빛 반응 특성 규명

KAIST 전기및전자공학부 장민석 교수 연구팀이 미국 캘리포니아공대 해리 앳워터 교수 연구팀, 한국표준과학연구원, 미국 제이에이 울람과 공동으로 차세대 광통신 소재인 바륨 타이타네이트(BTO)의 굴절률과 빛 흡수 특성을 규명했다. 연구팀은 '뮬러 행렬 분광 타원법'을 활용해 도메인 방향이 비교적 일정한 두 종류의 단결정 시료를 분석했다. 분석 범위는 자외선부터 원적외선에 해당하는 193나노미터(㎚)부터 40마이크로미터(㎛)까지로, 세 구간으로 나눠 파장과 결정 방향별 굴절률과 흡수 특성을 도출했다. 소재를 통과한 빛의 양을 별도로 측정하는 방법을 결합해 2~10마이크로미터 영역에서 10⁻⁵ 수준의 작은 소멸계수까지 정량화했다. 여러 도메인이 섞인 결정 전체가 빛에 어떻게 반응하는지 계산하는 방법도 함께 제시했다. 연구에는 KAIST 강지원 박사과정생과 제이에이 울람 니나 홍 박사가 공동 제1저자로, 장민석 교수와 해리 앳워터 교수가 교신저자로 참여했으며, 연구 결과는 'ACS 포토닉스'에 2026년 10월 20일 온라인 게재됐다.

확인할 것

확보된 굴절률·흡수 데이터는 광변조기뿐 아니라 새로운 파장을 만드는 소자, 양자 정보를 다루는 회로 설계에도 쓰일 수 있다는 근거로 본문에 제시됐다. 바륨 타이타네이트 내부에 방향이 다른 '도메인'이 섞여 있어 소재 본래 특성을 알기 어려웠다는 한계를, 도메인 방향이 일정한 단결정 시료 분석으로 넘어섰다는 점이 이번 연구의 핵심 연결고리다.

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분석 파장 범위	193나노미터(㎚)~40마이크로미터(㎛)	자외선부터 원적외선 영역을 세 구간으로 나눠 분석
정량화한 소멸계수 수준	10⁻⁵ 수준	2~10마이크로미터 영역에서 측정
논문 게재일	2026년 10월 20일	국제학술지 'ACS 포토닉스(ACS Photonics)' 온라인 게재

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