神奈川과학기술아카데미(KAST, 川崎市 高津區)의 광과학중점연구실과 東京대학 공학계 연구과의 藤嶋昭 교수는 포토닉 결정의 광학특성을 빛으로 스위칭, 제어하는데 성공했다. 역 오팔 구조라고 불리는 실리카 구멍 속에 액정과 광반응성 아조 화합물을 봉입. 이것은 가시광을 산란시키는데 다른 강한 광조사에 의해 특정파장을 반사하여 색을 일으키는 변화가 가역적으로 일어났다. 레이저 발진 등 광디스크 이외에 반사형 액정 디스플레이 등 표시, 기록재료에 응용이 기대된다. 포토닉 결정은 굴절률을 주기적으로 바꾸어 그 주기에 대응한 파장의 빛이 존재할 수 없는 물질. 그 주기성에 결함을 도입함으로써 빛을 가둘 수 있어, 직각도 가능한 광도파로나 레이저 발진에 기대를 모으고 있다. 실리카 입자의 주기구조로 발색하는 광물 오팔이나 역으로 입자의 주형을 가진 역 오펄도 포노틱 결정의 하나이다. 이번에는 우선 고분자 미립자를 흡착시킨 유리 기판을 소성, 미립자의 구멍을 가진 역 오팔 구조를 제작. 여기에 자외선으로 구조를 바꾸는 아조 화합물과 액정을 혼합, 주입하고 봉입하였다. 이 상태에서는 아조 화합물이 직선형이고 액정은 네마틱 상(相)이 된다. 액정은 역 오팔의 구멍을 따라 늘어서고, 구멍마다 불규칙하다. 여기에 파장폭이 넓고 약한 측정용 가시광을 쏘이자 산란이 일어났다. 다음으로 강한 자외선을 조사하여 아조 화합물을 구부린 형태로 바꾸자 액정이 흩어져 등방상이 된다. 역 오팔의 구멍은 모두 같은 굴절률이 되어 포토닉 결정상태가 된다. 즉 측정용 가시광에 대해 역 오팔의 회절이 일어나 특정파장만이 반사되었다. 또한 강한 가시광을 쏘이면 원래로 돌아가, 반복해서 재현, 제어할 수 있다는 것을 확인했다. 반사광은 역 오팔의 구멍 크기 등에 따라 결정되며 특정한 색을 발할 수 (顧忠澤 연구원)있으므로 에너지 절약형의 새로운 컬러 반사형 액정 디스플레이에도 응용할 수 있을 듯 하다. (NK)