POSTECH LabCumentary 주태하 교수 (화학과)

극초고속 동역학 연구실
Ultrafast Dynamics Lab

더 알아보실래요?

이전

4/68

다음

극초고속 동역학 연구실
Ultrafast Dynamics Lab

주태하 교수 (화학과)

물질 속에서 크기가 1나노미터(nm, 10억 분의 1m)도 되지 않는 원자의 운동속도는 초당 1km에 달한다. 찰나의 순간 아주 작은 입자의 움직임과 진동을 측정하려면 극도로 짧은 시간 빛을 쪼여 변화를 관찰하는 방법밖에 없다. 펨토초(1000조 분의 1초) 단위로 빛을 쪼아주어야만 이런 입자가 변화하는 모습을 정확하게 관찰할 수 있다.

 

화학과 주태하 교수가 이끄는 극초고속 동역학 연구실은 극초단파 레이저 분광학을 이용해 작은 분자에서 큰 생물에 이르기까지 다양한 물질 속 양자의 찰나 움직임을 정확히 포착해내고 있다. 빛의 파장에 따른 물질의 반응 변화를 관찰하는 분광학을 이용해 양자가 에너지를 받아 들뜨는 양자동역학적 현상을 관찰한다. 서로 다른 양자가 간섭 특성을 갖는 ‘결맞음’ 현상을 관찰하는 것도 주된 연구 주제다.

 

양자의 움직임과 특성은 물체 속 분자가 다양한 화학반응을 일으키는 것과 연관돼있다. 예를 들어 태양광 에너지 변환에 쓰이는 전이금속착물은 태양광을 받아 에너지로 변환하는 과정에 양자동역학에 따라 움직인다. 망막의 광수용체 색소인 로돕신은 빛을 받으면 화학 반응을 일으켜 사람이 빛을 인지할 수 있도록 하는데 이때 핵의 파동함수가 측정에 영향을 준다는 것이 확인됐다.

 

이런 양자 영역을 관찰하기 위해서는 레이저의 주기인 펄스가 최소한 100펨토초 이하로 떨어져야 한다. 연구실은 전 세계에서 가장 높은 수준인 20펨토초 분해능을 가진 극초단 가시광선 광학파라메트릭 레이저를 개발해 분석에 활용하고 있다. 반응을 역으로 조절하는 레이저 장비도 개발하고 있다. 화학 반응을 변화시키는 데 필요한 에너지를 알면 역으로 레이저로 에너지를 줘 화학 반응을 일으키는 것도 가능하다.

 

연구실은 주 교수부터 학생들에 이르기까지 각자 자신만의 실험 장비를 갖추고 원하는 실험을 진행하고 있다. 누구나 마치 레고로 조립하듯 광학 부품을 하나하나 조립해 원하는 장비를 제작해 실험에 적용하는 노하우를 갖추고 있다. 연구실은 지난해 과학기술정보통신부 선도연구센터 사업에 ‘양자동역학연구센터’로 선정되는 등 양자동역학 분야 연구 우수성을 인정받고 있다.

다른 연구실 둘러보기

    의료용 고분자 연구실<br>Biomedical Polymer Lab
    에너지시스템 연구실<br>Energy System Lab
    산업 인공지능 연구실<br>Industrial AI Lab
    극초고속 동역학 연구실<br>Ultrafast Dynamics Lab
    전산나노소재 연구실<br>Computational Nano-Materials Design Lab
    화학생물학 연구실<br>Chemical Biology Lab
    초음파공학연구실<br>Kim Lab – Ultrasound Research Group
    컴퓨팅 가속 플랫폼 연구실<br>Accelerated Computing Platform Lab
    합금설계실험실<br>Alloy Design Lab
    환경보건평가 연구실<br>Environmental & Health Assessment Lab
    고급 정보 시스템 연구실<br>Advanced Information System Lab
    단백질항상성 연구소<br>Proteostasis Research Institute
    고분자 전자재료 연구실<br>Polymer Electronic Materials Lab
    마이크로파 안테나 디바이스 및 시스템 연구실<br>Microwave Antenna Device and Systems Lab
    재료역학 연구실<br>Materials Mechanics Lab
    전자·원자구조 이미징 해석 연구실<br>Advanced Electron Microscopy & Functional Imaging Lab
    Innovative Device Engineering and Application (IDEA) Lab
    물류연구실<br>Logistics Lab
    LabCumentary Season Teaser
    포항가속기연구소<br>Pohang Accelerator Laboratory
    전극 물성 연구실 (Laboratory for Electrode Material Property)
    고에너지 플라즈마 연구실<br>Laboratory for High Energy Plasmas
    아날로그 집적회로 시스템 연구실<br>Analog IC Systems Lab
    극한구조역학연구실<br>Extreme Mechanics Lab
    신경후성유전학 연구실<br>Neuro-Epigenetics (NEPI) Lab
    기계학습 연구실<br>Machine Learning Lab
    고청정 철강 연구실<br>Clean Steel Lab
    구조용 나노금속・공정연구실<br>Structural Nano Metals & Processing Lab
    의료보조로봇 및 햅틱스 연구실<br>MARCH Lab
    무선통신 및 센싱 연구실<br>Wireless Communications and<br> Sensing Research Lab
    계산촉매 및 첨단소재설계 연구실<br>Computational Catalysis and<br> Emerging Materials Lab
    플렉서블 반도체 연구실<br>Flexible Electronics Group
    열수력 및 에너지 시스템 연구실<br>Thermal Hydraulics & Energy System Lab
    컴퓨터비전 연구실<br>Computer Vision Lab
    임베디드 프로세서 및 지능형 컴퓨팅 연구실<br>Embedded Processor & Intelligent Computing (EPIC) Lab
    지능형 물질 및 센서 연구실<br>Smart Materials & Sensors Lab
    기후시스템 연구실<br>Climate System Lab
    미래 소자 및 회로 연구실<br>Technology Enablement of<br> Advanced MOS structure
    지능형 레이다 시스템 및 신호처리 연구실<br>Intelligent radar system<br> and signal processing lab
    단일분자 생물물리 연구실<br>Single-molecule biophysics lab
    금융투자 및 위험관리 연구실<br> Financial Investment & Risk Management Lab
    상호작용 연구실<br> Interaction Laboratory
    친환경생체모사재료 연구실 (Laboratory for Biological, Biomimetic, Eco-friendly Materials)
    Factory Intelligence 연구실
    세포면역학 연구실<br>Cellular Immunology Lab
    분석 및 정보 관리 연구실<br>Analytics & Information Management Lab
    나노스케일 포토닉스 및 통합생산 연구실<br>Nanoscale Photonics & Integrated Manufacturing Lab
    바이오가공기술 연구실<br>Biofabrication & translational medicine lab
    양자나노소자연구실<br>Quantum Nano-electronics lab
    기후변화연구실<br>Climate Change Research Lab
    고분자 기반 에너지 소재 연구실<br>Polymer-based Energy Materials Lab
    분자생명공학연구실<br>Molecular Biotechnology Lab
    에너지 나노재료 연구실<br>Nanostructured Energy Materials Lab
    유기 인쇄 전자 연구실<br>Organic Printed Electronics Lab
    산화물 양자 소재 연구실<br>Oxide & Quantum Materials Lab
    생체 광음향 의료영상 연구실<br>Bio Optics and Acoustics Lab
    금속 상변태 연구실<br>Computational Metallurgy Laboratory
    CAD & SoC 설계 연구실<br>CAD & SoC Design Lab
    x선 회절 및 분광학 연구실<br>X-ray Scattering & Spectroscopy Lab
    컴퓨팅 및 제어 시스템 연구실<br>Computing and Control Engineering Lab
    나노스케일 공간한정 화학반응 연구단<br>Center for Nanospace-confined<br> Chemical Reactions
    펨토초 엑스선 회절 영상 연구실<br>Femtosecond Diffraction &<br> Imaging Science Laboratory
    생물정보학실험실<br>Structural Bioinformatics Lab
    화학 세포체학 연구실<br>Chemical Cellomics Lab
    응용수학 및 데이터 분석 연구실<br>Applied Mathematics and Mining Lab
    발달 신호 네트워크 실험실<br>Development Signaling Network Lab
    의료용 나노소재 연구실<br>Biomedical Nanomaterials Lab
    극한환경로봇연구실<br>Hazardous and Extreme Environment Robotics Lab