싱가포르, 영국, 호주, 홍콩, 모스크바의 연구진은 서로 인접한 금 플라즈몬 나노입자 클러스터의 광 산란에 대한 새로운 연구결과를 발표했다.

18세기의 과학자들은 다음과 같은 수수께끼에 직면하게 되었다: 빛은 파장인가? 아니면 입자인가? 빛이 파장이라는 가장 강한 증거는 랜드마크 이중 슬립(landmark double-slit) 실험인데, 이것은 1804년에 토마스 영(Thomas Young)에 의해서 수행되었다. 토마스 영은 인접한 두 개의 슬릿을 통해서 간섭성 빛(coherent light)을 통과시켰고, 간섭무늬(interference fringe)를 관찰했다. 이 연구결과는 빛이 음파 또는 물과 같이 파장 특성을 가진다는 것을 보여주었다. 이 연구결과는 빛이 파장이라는 현대 이론의 기초를 이룬다.

200년 후에, A*STAR (Agency for Science Technology and Research), 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London), 싱가포르 국립대학(National University of Singapore), 호주 국립대학(Australian National University), 홍콩 이공대학(The Hong Kong Polytechnic University), 모스크바 대학(M. V. Lomonosov Moscow State University)의 연구진은 영의 실험과 유사한 실험을 수행했다. 다른 점은 나노크기 물체를 이용했다는 것이다. 이번 연구팀은 두 개 또는 세 개의 서로 인접 배치된 금 플라즈몬 나노입자 클러스터의 가시광선 및 근적외선 파장 영역에서 광 산란을 조사했다. 그들은 영의 실험에서 관찰된 것과 유사한 간섭 및 공진 효과를 발견했다.

이번 연구팀은 약 145 나노미터의 지름과 60 나노미터의 두께를 가진 3 개의 독특한 금속 나노디스크로 구성된 삼량체(trimer) 시스템을 조사했고, 이 연구를 통해서 근접장의 존재, 파장 이하의 크기를 가진 광학적 와류, 전자기 에너지의 순환에 대한 증거를 발견했다. 이 연구결과는 3 개의 슬릿으로 수행된 에너지 흐름 패턴이 영의 실험에서 발생한 것과 매우 유사하는 것을 보여주었다.
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출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』