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문제 정의
- 나노 구조물 해석에 필요한 다중 스케일 해석 기술에 대한 동향을 분석하고, 현재까지 개발된 여러 가지 다중 스케일 해석 기술의 개요와 적용성을 살펴보았다. 특히 폴리머 재료의 다중 스케일 해석에 초점을 맞추어, 일본 나고야 대학에서 개발하고 있는 OCTA 프로그램을 소개하였다.
- 본 논문에서는 나노 메카트로닉스 기술 개발사업에서 나노 공정 해석 기술을 담당하고 있는 한국기계연구원의 연구 활동을 소개하였다. 나노 구조물 해석에 필요한 다중 스케일 해석 기술에 대한 동향을 분석하고, 현재까지 개발된 여러 가지 다중 스케일 해석 기술의 개요와 적용성을 살펴보았다.
- 나노 imprint 기술은 기존의 리소그라피 (lithography)로는제작할 수 없는 나노 구조물을 imprint 기술을 응용하여 제작하는 것으로서, 이러한 기술 개발에는 폴리머 나노 구조물의 해석 기술 개발이 절실하다. 본 논문의 목적은 나노 구조물의 다중 스케일 해석 기술에 대한 전반적인 검토를 통하여, 나노 imprint 기술 개발에서 요구되는 폴리머 나노 구조물에 적절한 해석 기법을 선정하고, 그 한계와 앞으로의 발전 방향을 제시하는 것이다. 특히 OCTA 를 이용한 한국기계연구원의 나노 해석 기술 팀의 연구 내용과 앞으로의 연구 방향을 소개한다.
- 여기서는 나노 패턴 제조 공정 중의 하나인 나노 imprint 공정에서 사용되는 폴리머 blend 를대상으로, 미시적인 특성을 이용하여 거시적인 변형 거동을 해석하고자 한다.
- 본 논문의 목적은 나노 구조물의 다중 스케일 해석 기술에 대한 전반적인 검토를 통하여, 나노 imprint 기술 개발에서 요구되는 폴리머 나노 구조물에 적절한 해석 기법을 선정하고, 그 한계와 앞으로의 발전 방향을 제시하는 것이다. 특히 OCTA 를 이용한 한국기계연구원의 나노 해석 기술 팀의 연구 내용과 앞으로의 연구 방향을 소개한다.
- 나노 구조물 해석에 필요한 다중 스케일 해석 기술에 대한 동향을 분석하고, 현재까지 개발된 여러 가지 다중 스케일 해석 기술의 개요와 적용성을 살펴보았다. 특히 폴리머 재료의 다중 스케일 해석에 초점을 맞추어, 일본 나고야 대학에서 개발하고 있는 OCTA 프로그램을 소개하였다. OCTA 를이용한 예제로서 나노 imprint 공정에 사용될 폴리머 재료의 기계적 물성을 모사하는 다중 스케일 해석 결과를 제시하였다.
- 이러한 상황에서 2002 년 가을부터 시작된 21 세기 프론티어 사업 “나노메카트로닉스 기술 개발 사업”에서 나노 구조물의 다중 스케일 해석 기법을 다루게 된 것은 매우 고무적인 일이다. 현재 나노 메카트로닉스 기술의 중요한 타겟 중에 하나는 폴리머 재료를 이용한 나노 imprint 기술을 개발하는 것이다. 나노 imprint 기술은 기존의 리소그라피 (lithography)로는제작할 수 없는 나노 구조물을 imprint 기술을 응용하여 제작하는 것으로서, 이러한 기술 개발에는 폴리머 나노 구조물의 해석 기술 개발이 절실하다.
가설 설정
- (a) 그래프에 나타난 최 대응력은 28.6MPa 이며, (b) 그래프에서 나타난 최 대응력은 23.4MPa 이다.
- _폴리머 blend 의 기계적 거동을 모사하기 위하여 폴리머 체인으로 구성된 unit cell 은 일정 속도로 인장 또는 수축된다. 변형 시 에는 unit cell 속에 포함된 모든 bead 를 정 해진 양만큼 affine 변환을 수행하고, 10 번의 time step 동안 운동 방정 식 을 적 분함으로써 평형상태에 도달하도록 한다.
- 0으 로 가정하였다. 에너지 상수 g y 는 동일 bead 에서는 sAA = gBB = 1.0g , 다른 bead 사이 에 서 는 sab = s + 8s 으로 가정하였다. 8s 의 절대값이 커지면, bead A 와 bead B 사이의 miscibility 는 감소하고 계면 영역의 두께는 더 얇아진다.
- 强 는 bead 간의 상호 작용 종류에 따라 다르게 설정할 수 있다. 여기서는 서로 연결된 bead 간에 는 r河 = 21/6으 으로, 연결되지 않은 bead 간에 는 r如 = 2.5으 으로 가정 하였다. 으 는 bead 종류에 상관없이 bAA = bBB = 으$ = 1.
- 5으 으로 가정 하였다. 으 는 bead 종류에 상관없이 bAA = bBB = 으$ = 1.0으 로 가정하였다. 에너지 상수 g y 는 동일 bead 에서는 sAA = gBB = 1.
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