‘빛’ 성질 이용해 3차원 나노구조체 만든다

▲ 유은아 한국표준과학연구원 나노바이오측정센터 선임연구원

빛의 간섭과 회절 현상 이용

국내 연구진이 빛의 고유 성질을 이용해 3차원 나노구조체를 쉽고 빠르게 제작할 수 있는 기술을 개발했다.

한국표준과학연구원은 유은아 나노바이오측정센터 박사팀이 박규환 고려대 교수, 최종호 박사 연구팀과 공동으로 포토리소그래피 공정에서 나노구조체를 만들 때 방해 요소로 작용하는 빛의 간섭과 회절 현상을 이용해 구조를 제어할 수 있는 ‘3차원 나노구조체 제작 기술’을 개발했다고 8일 밝혔다.

포토리소그래피는 감광물질을 원판에 바른 후, 자외선을 노출시켜 빛을 받은 부분만 굳게 만든 뒤 나머지 부분은 깎아내 패턴을 만드는 방식이다.

주로 반도체와 집적회로 등의 미세패턴을 만드는 데 사용된다.

그러나 제작 공정에서 빛의 회절과 간섭 현상이 일어나 원하는 구조를 정확히 만들기 어렵다.

고가의 장비와 복잡한 제작 과정을 거쳐야 했다.

연구팀은 빛의 회절과 간섭을 이용한 광학적, 물리화학적 통합 모델을 구현했다.

이는 고가의 장비를 사용하지 않고 3차원 나노구조체를 제작할 수 있는 기술을 만들어 냈다.

특히 2차원 구조를 층층히 쌓아 만드는 방식이 아닌 한번에 3차원 나노구조체를 제어할 수 있는 방식으로 제작이 가능했다.

3차원 나노구조체는 기존의 전자소자와 광소자의 효율과 집적도를 높일 수 있어 차세대 태양전지나 센싱 등의 분야에 쓰인다.

유 박사는 “빛과 물질간의 상호작용을 규명함으로써 빛의 회절과 간섭을 이용해 3차원 나노구조체를 저가의 공정으로 넓은 면적에서 원하는 모양으로 만들 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌 프론티어 사업 및 KRISS 기관고유사업의 지원으로 수행됐으며, 지난 2일 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 표지논문으로 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 빛의 회절과 간섭을 이용한 조절가능한 3차원 환형 나노구조체 구현 및 형성원리.

▲ 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈 표지 논문(Front Cover) 이미지.