송영민 GIST 교수팀, 반도체 나노선 다발 광학현상 규명

June 19, 2020

대면적 나노선 다발 구조 제작기술도 개발
 

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 송영민 전기전자컴퓨터공학부 교수팀이 불규칙하게 분포하는 고밀도 반도체 나노선 다발의 광학현상을 규명하고 대면적 나노선 다발 구조 제작기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

<고밀도·불규칙한 갈륨비소 나노선 다발의 구조와 광학특성(위) 및 응용 분야(아래).>

 

나노선 다발은 머리카락 1000분의 1 굵기인 나노선 여러 개를 묶어 만든 것으로, 고밀도로 불규칙하게 분포해 지금까지 반도체 소재로 주목받지 못했다.

송 교수팀은 반도체 나노선 다발에서 일어나는 미시 광학 현상을 3차원 파동방정식으로 해석하고 실험을 통해 관찰하는 데 성공했다. 또 리소그래피 공정없이 실리콘 웨이퍼 전면에 고밀도로 매우 가느다란 갈륨비소(GaAs) 나노선 다발을 성장했다. 이어 나노선 다발을 투명한 폴리머인 폴리디메틸실록산(PDMS) 물질로 코팅한 뒤 면도날로 긁어내 실리콘 웨이퍼에서 고밀도 나노선 다발을 분리했다. 이러한 방법을 통해 값싼 실리콘 웨이퍼 위에 나노선 다발을 성장시킨 뒤 다시 성장된 나노선 다발을 분리해 웨이퍼를 재활용할 수 있어 경제적이다.

<송영민 GIST 교수.>

 

송 교수팀은 갈륨비소 나노선 다발의 파장에 따라 해상도가 높은 인공 망막과 경량 플렉서블 고효율 태양전지, 복제 불가능한 보안 하드웨어 등으로 응용할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

송 교수는 “차세대 전자소자 핵심 소재인 수직형 나노선 어레이는 전자빔 리소그래피 공정을 거쳐야 하기 때문에 대면적 제작이 어려운데다 많은 비용이 든다”며 “수직형 나노선 어레이의 한계를 극복하고 나노선 다발의 미시 광학적 현상을 규명했다는 데 이번 연구의 가장 큰 의미가 있다”고 말했다.

광주=김한식기자 hskim@etnews.com

 

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