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복잡한 3차원 나노구조체를 만드는....

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글쓴이 최고관리자 등록일 12-10-31 20:37
조회 880
    선반, 밀링, 드릴링 등은 기계 산업에서 소재를 가공하는 데에 중요한 부분을 차지한다. 이러한 가공 기술은 기계의 특성 및 성능에 많은 영향을 미치게 된다. 이러한 기술을 나노 세계에 적용할 수는 없을까? 매우 작은 차원에서 기계나 복잡한 나노 소자를 만드는 데 적용할 수는 없을까? 미국의 워싱턴대학교(University of Washington)와 핀란드 알토대학교(Aalto University)의 공동 연구진은 이러한 질문에 해답을 줄 수 있는 연구결과를 발표했다. 연구팀은 이온 공정과 나노리소그래피 기술을 결합하여 복잡한 3차원의 나노구조체를 만드는데 성공했다.
    이번 발견은 선택성 이온 에칭 공정 후에 금속성 얇은 박막 필름을 불규칙적으로 접을 때의 변화를 밝혀줄 수 있다. “우리는 금속성 스트립의 강한 폭 의존성에 크게 놀랐다. 일반적으로 응력이 가해진 이중층 금속은 이러한 식으로 말리지 않는다”고 알토대학의 Khattiya Chalapat 박사는 말했다. 연구진은 이러한 스트립이 강한 폭 의존성을 가지면서 이 구조 변화는 스트립의 밑 부분이 위 표면보다 이온에 대한 반응성이 더욱 크기 때문에 발생한다고 설명했다.

    “자연에서의 이와 비슷한 기하학적인 효과는 우리의 눈으로도 여러 곳에서 관찰할 수 있다. 자연에서 발생하는 자가조립은 민들레를 통해 확인 가능하다. 민들레가 개화할 때의 꽃 줄기를 작게 벗겨내어 물에 넣으면 스트립은 물 속에서의 그 폭에 강한 영향을 받으면서 스스로 말려드는 것을 확인할 수 있다. 이는 줄기의 내부와 외부의 물 흡수율의 차이로 인한 것”이라고 Chalapat 박사는 설명했다.
     

    그림. 얇은 금속 박막으로 만들어진 자기 조립 구조체의 전자현미경 사진

    “우리의 아이디어는 이러한 자연적인 과정을 나노구조 제작에 적용하는 방법을 찾는 것에 있었다. 이를 위해서 나노 해상도 수준에서 국부적으로 이온 빔을 나노구조체에 조사하여 그 변형과정을 확인했다”고 연구팀은 설명했다. 자유 입상 다결정 금속 필름의 반응성 표면의 이온 공정은 결정립계 내로 원자의 흐름을 발생시킨다. 그 결과 재료에는 소성변형이 일어난다. 이러한 공정의 실험과 이론적인 계산 결과는 미리 예측될 수 있으며 이는 3차원의 마이크로 또는 나노 크기의 소자를 정밀하게 가공하는 새로운 엔지니어링 개념을 제시한다.

    이번 기술은 나노크기 소자 제작에 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 나노구조체가 열이나 정전 방전 등과 같은 열악한 환경에서도 비교적 안정된 구조를 유지할 수 있다는 것을 실험적으로 확인했다. 이 연구결과는 Advanced Materials에 "Self-Organized Origami Structures via Ion-Induced Plastic Strain"이라는 제목으로 게재됐다.
    [이 게시물은 최고관리자님에 의해 2013-04-04 22:11:53 Free Board에서 이동 됨]

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