XPANCEO 신기술 연구 센터의 연구진은 노벨상 수상자 콘스탄틴 노보셀로프 교수와 협력하여 결정질 반도체 비소 삼황화물(As2S3)이 놀라울 정도로 강한 광굴절 효과를 나타낸다는 사실을 발견했습니다. 이는 저강도 자외선으로도 그 굴절률을 영구적으로 변화시킬 수 있다는 뜻인데, 그 변화량은 Δn ≈ 0.3에 달해 BaTiO3나 LiNbO3 같은 고전적 재료를 능가합니다. 게다가 값비싼 클린룸이나 고급 펨토초 레이저도 필요 없죠.
이 특성 덕분에 광학 기능을 재료에 직접 '기록'할 수 있어, 통신 시스템의 미세 구조, 센서용 소형 광학 부품, 보안용 홀로그램 같은 기능을 만드는 데 유용합니다. 나노 규모에서 이 효과는 너무나 강력해서 복제하기 어려운 독특한 '광학 지문'을 만들어내며, 위조 방지에 이상적입니다.
이 정밀도를 입증하기 위해 연구팀은 표준 레이저를 사용해 얇은 As2S3 조각에 알베르트 아인슈타인의 미세 초상화를 새겼습니다. 점들 사이 간격은 고작 700나노미터에 불과하죠. 심지어 해상도를 인치당 약 50,000점(점 사이 약 500나노미터)까지 높여, 빛에 의해 유도된 변화 덕분에 강한 광학 대비를 가진 패턴을 만들어냈습니다.
패턴 형식을 넘어서, 빛에 노출되면 As2S3는 최대 5%까지 물리적으로 팽창하여 마이크로렌즈나 회절 격자 같은 광학 구조를 표면에 직접 형성할 수 있습니다. 이는 증강 현실 안경과 스마트 콘택트렌즈용 광시야각 도파관 같은 부품 개발에 중요합니다.
XPANCEO의 창립자 겸 최고기술책임자인 발렌틴 볼코프는 이렇게 민감한 천연 결정을 발견한 것이 새로운 세대의 빛 구동 기술을 위한 '필수 구성 요소'를 제공하며, 광학을 전기적 기반에서 한 단계 더 발전시킨다고 언급했습니다. 이 재료의 반응성은 광자 회로와 나노 규모 센서에도 유망하며, 차세대 기술을 위한 빛 조작에 중요한 진전을 이루었습니다.