KAIST 윤동기 교수, 3차원 나노패터닝 기술 개발
3차원 주형으로 이용되는 나선형 나노구조체의 모식도와 전자현미경 사진.KAIST 제공
[대전=일요신문] 박하늘 기자 = KAIST 연구팀이 유동적인 액정재료를 금속처럼 움직이지 않도록 하는 3차원 나선형 나노구조체를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 나노과학기술대학원 윤동기 교수팀이 액정재료를 움직이지 않게 만드는 3차원 나노패터닝 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
액정재료는 배향제어, 반응속도, 이방적인 광학 특성 등의 장점으로 LCD, 광학 센서에 이용된다.
그러나 액정재료는 유동적으로 흐르기 때문에 제어가 어렵고 안정적이지 않다는 단점이 있다.
연구팀은 액정재료가 들어갈 수 있는 나노미터크기의 2차원의 한정된 공간을 사방에서 누르는 3차원 나선형의 나노구조체로 제작해 액정물질을 제어했다.
이 시스템은 액정 분자들의 자기조립(self-assembly) 현상을 유도해 단단한 결정처럼 만든 것이다.
이 기술은 냉각이나 건조 등의 추가 공정없이 유기액정재료를 금속 결정같은 배열로 3차원 공간에 균일하게 제어할 수 있다.
연구진은 이 기술로 새로운 개념의 액정기반 3차원 나노패터닝 기법과 고효율 광전자 소자 개발에 기여할 것으로 기대하고 있다.
또한 디스플레이와 반도체에 사용되는 단순한 선과 면 형태의 2차원 패터닝을 탈피, 구현이 어렵다는 나선 형태도 쉽게 제조가 가능해져 카이랄 센서, 차광소재, 분리막 등의 분야에도 응용할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
윤동기 교수는 “이번에 개발한 원천기술을 이용하면 현재 사용되는 2차원적 광식각 공정(Photolithography)에 비해 10배 이상 제작 과정을 간소화시킬 수 있다”며 “현재 기술로 구현이 어려웠던 복잡한 구조를 최초로 만들어 반도체, LCD 등 관련 분야에서 신 성장 동력을 창출할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스(Science advances)’ 2월10일자 온라인 판에 실렸다.
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