공작새 깃털원리 '나노소자' 기술개발 |
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| 작성자 | 이혜원 | 등록일 | 09.04.21 | 조회수 | 124 |
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공작새 깃털 원리 ‘나노소자’ 기술 개발 국내 연구진이 나노소자 분야에서 탁월한 연구 성과를 잇따라 발표했다. KAIST 생명공학과 양승만 교수팀은 광결정 소자 연구 결과가 영국왕립화학회가 발간하는 랩온어칩 3월호에 표지논문으로 게재됐다고 6일 밝혔다. 같은 날 서울대 재료공학부 김기범 교수팀은 나노기술 구현의 핵심 요소기술인 원자이미지를 이용한 전자빔 리소그래피 원천기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. ■ 공작새의 깃털 원리 이용 양 교수팀은 나노 수준의 주기를 갖는 레이저의 3차원 간섭 패턴(홀로그래피 패턴)을 기록성 물질에 복사해 새로운 나노소자 제작 기술을 개발했다. 이 기술은 그동안 덩어리 형태로 연구되던 광결정을 원하는 형상으로 자유롭게 만들 수 있도록 해 광컴퓨터 등에 필요한 광소자 개발에 활용될 전망이다. ‘빛의 반도체’라고도 불리는 광결정은 특별한 파장의 빛을 제어할 수 있다는 특징 때문에 미래 광컴퓨터 구현의 핵심 소재로 모르포나비, 공작새의 깃털, 오팔보석 등이 보는 각도에 따라 빛깔이 아름답게 변하는 것은 이 광결정 특징 때문이다. 연구팀은 또 광결정 특성이 주변에 존재하는 물질의 굴절률에 따라 민감하게 변한다는 사실을 이용해 광자유체소자라는 새로운 개념의 융합소자도 제작했다. 이 소자는 머리카락 두께의 유로 내부에 광결정을 집어넣어 미량의 유체가 흐를 수 있도록 만들었다. 연구팀은 이 소자에 미세관으로 다양한 유체를 흘려주며 광결정을 제어할 수 있었다. 양 교수는 “광자유체소자는 물방울의 천분의 일 정도의 미량으로도 물질을 분석하는 것이 가능하기 때문에 차세대 진단소자로 각광받고 있다”며 “유체를 이용해 광결정 특성을 변화시키는 기술은 새로운 광소자 개발에 중요하게 활용될 전망”이라고 말했다. ■ 전자빔 리소그래피 기술도 이용 김 교수팀은 고분해능 투과전자현미경을 통해 얻은 옹스트롬(Å:나노미터의 10분의 1) 크기의 원자 이미지를 수십 내지 수백 배의 배율로 확대해 수 나노미터에서 수십 나노미터 크기의 패턴을 기판 위에 형성하는 전자빔 리소그래피 기술을 개발했다. 그리고 이를 이용, 20나노미터급의 양자점 및 양자선을 대면적 기판에 형성하는 것에 성공했다. 또 일본의 제올사와 공동 연구를 통해 전자빔 리소그래피 장비도 개발했다. 연구팀은 이 기술이 생산성이 낮던 기존 리소그래피 기술의 한계를 극복해 투과전자현미경에서 얻어지는 원자이미지를 넓게 확대하여 사진을 찍듯 패턴을 형성하기 때문에 약 33배 이상의 생산성 증대가 기대된다고 설명했다. 또 크기, 밀도, 거리 등을 나노미터 수준에서 정확하게 조절할 수 있다고 덧붙였다. 김 교수는 “자연계에 존재하는 원자의 이미지 자체를 마스크로 이용하기 때문에 패턴 형성을 위해 소요되는 수천만원대의 인위적인 마스크 제작 비용을 절감할 수 있다”며 “차세대 나노소자의 핵심기술이 될 수 있는 혁신적인 나노 패턴 형성기술이라는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 이 성과는 재료 및 나노 분야 학술지 어드밴스드 머티리얼즈에 지난해말 게재돼며 주목할만한 연구결과로 선정됐다. /economist@fnnews.com 이재원기자 ※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. |
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