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사진설명. 형상기억합금을 이용한 3차원 빔형성 메타물질 개념도 및 표지 사진

전자전기공학부 임성준 교수 연구팀이 형상기억합금을 이용한 3차원 빔 스캐닝 메타물질을 개발했다고 밝혔다.

신호를 전송하고자 하는 특정 위치에 집중적으로 빔형성을 하는 기술은 차세대 무선통신 및 레이더의 핵심 기술이다. 빔형성 혹은 빔 스캐닝 기술은 일반적으로 다수의 안테나를 이용해서 구현한다.

임성준 교수 연구팀은 다수의 안테나를 배열하지 않고 메타물질을 이용하여 3차원으로 빔 스캐닝할 수 있는 기술을 개발하였다. 특히 형상기억합금을 사용함으로써 구조적으로 프로그래밍 가능한 메타물질을 세계 최초로 개발하였다. 개발된 메타물질은 원하는 빔 스캐닝 각도에 맞춰 이동 방향을 사전에 프로그래밍할 수 있다. 따라서 특정 전압을 인가함으로써 메타물질은 프로그래밍된 이동 방향으로 변형이 되고, 원하는 방향으로 신호를 전송하게 된다.

형상기억합금을 이용한 메타물질을 3차원 빔 스캐닝 기술에 응용함으로써 기존 위상배열안테나의 스캐닝 범위를 확장할 수 있었다. 기존 위상배열안테나는 다수의 안테나와 급전 회로 등으로 인해 높은 복잡도를 가지고 있다. 특히 안테나의 개수가 증가함에 따라 비용이 더욱 증가할 뿐만 아니라 급전 회로의 손실로 인해 성능의 한계에 부딪히게 된다. 반면 형상기억합금을 이용한 메타물질의 경우 제작 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 급전 회로의 손실로부터 자유롭기 때문에 기존 배열 안테나 성능의 한계를 뛰어 넘을 수 있기 때문에, 무선 통신 및 레이더의 빔 스캐닝 기술에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

해당 연구는 한국연구재단 기초연구실사업의 결과이며, 광학 및 재료분야의 저명한 국제학술지인 어드밴스드 옵티컬 머티리얼스 (Advanced Optical Materials)의 표지논문으로 선정이 되었으며, 온라인판으로 10월 20일 게재되었다.