초록 ▼

1. 경사입사증착법을 이용하여 새로운 형태의 기울어진 나노나선과 나노로드 SiO2 박막의 굴절률을 1.20까지 작게 하였고 이들의 물리적, 광학적 특성을 연구하였다. 특히 가시광선 무반사 코팅에 응용하여 기존에 사용하는 층수를 증가시키지 않고도 반사율이 매우 낮은 광대역 무반사 코팅을 얻었다. 본 연구결과는 S사의 스마트폰 카메라에 적용하기 위한 산학응용연구로 연계되었다(2013-2015).
2. 경사입사증착을 이용하여 나노임프린트로 제작한 주기적 나노구조의 폴리머패턴(PDMS)에 알루미늄을 나노구조 옆이나 지그재그 경사입사증

1. 경사입사증착법을 이용하여 새로운 형태의 기울어진 나노나선과 나노로드 SiO2 박막의 굴절률을 1.20까지 작게 하였고 이들의 물리적, 광학적 특성을 연구하였다. 특히 가시광선 무반사 코팅에 응용하여 기존에 사용하는 층수를 증가시키지 않고도 반사율이 매우 낮은 광대역 무반사 코팅을 얻었다. 본 연구결과는 S사의 스마트폰 카메라에 적용하기 위한 산학응용연구로 연계되었다(2013-2015).
2. 경사입사증착을 이용하여 나노임프린트로 제작한 주기적 나노구조의 폴리머패턴(PDMS)에 알루미늄을 나노구조 옆이나 지그재그 경사입사증착법으로 나노구조 위에 증착하여, 알루미늄 선격자 편광자(wire grid polarizer, WGP)를 제작하고, 이들의 물리적, 광학적 특성을 연구하였다. 특히 경사입사증착 조건에 따라 만들어지는 다양한 알루미늄 구조에 의한 편광 특성을 FDTD로 전산모의하면서 광학적 특성을 개선하는 연구를 수행하고 있다. 본 연구결과는 적외선 영역의 WGP 연구로 확장되어 국방관련 A연구소와 학연연구를 진행하고 있으며(2015-2017), 대면적 WGP로 제작할 경우 디스플레이기기 등에 상용화할 수있다.
3. 최근 빛과 매질의 기본 상호작용 중의 하나인 완전흡수에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 광통신대역 플라즈모닉 물질인 ITO 나노박막의 “유전상수 제로(Epsilon near zero, ENZ)” 파장에서 완전흡수에 관한 이론 및 실험 연구를 수행하였다. 먼저 단일채널 경사입사 ITO 나노박막의 완전흡수에 관한 연구에서는 어드미턴스 매칭이 완전흡수 결합조건과 같음을 보였고, 표면플라즈몬 여기 두께보다 얇은 두께에서 ENZ 모드와 베레만 모드가 모두 완전흡수를 여기시킨다는 것을 보였다(Opt Commun, 2014 (IF1.438)). 또한 ATR과 반사경 구조에서 ENZ ITO 나노박막이 완전흡수됨을 실험으로 증명하였다. 나아가 ITO 나노박막의 자유전자밀도를 스퍼터링 과정 중 온도와 진공도를 이용하여 조절하였으며, 이에 따라 ENZ 파장을 근적외선 영역에서 조절할 수 있었다. 또한 ENZ 파장이 다른 ITO 나노박막을 2층과 3층 증착하여 광대역 ENZ 완전흡수를 처음으로 실험하였고, 다층박막의 전기장분포 전산모의를 통하여 ENZ 파장에서 계면에 수직한 강한 전기장이 완전흡수에 기여하고 있음을 보였다(Sci Rep, 2015(IF5.078)).
4. 완전흡수의 다른 방법으로 두 빛의 간섭을 사용하는 가간섭완전흡수(coherent perfect absorption, CPA)를 ENZ ITO 나노박막에 적용하였고 tunable ENZ ITO 나노박막을 이용하여 광대역 ENZ CPA를 연구하였다. 특히 근적외선 영역에서 파장에 따라 단일채널-광스위치와 이채널-광스위치 소자로서의 가능성을 제시하였다(Sci Rep, 2016(IF5.578)). 또한 산란행렬의 행렬식이 0이되는 CPA 조건과 박막의 어드미턴스 매칭(기판의 음의 어드미턴스로부터 시작한 박막의 어드미턴스가 입사매질과 일치함)이 서로 같다는 것을 증명하였다. 본 연구에서는 CPA 다층박막계를 설계하는 방법을 제시하였으며, 이는 광회로에서 CPA 나노소자의 설계와 제작에 활용할 수 있다.
5. 완전흡수연구는 EUV(파장=13.5nm) 차세대 반도체 노광공정에 사용하는 EUV 흡수마스크에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 극자외선 13.5 nm에서 완전흡수가 일어나는 조건을 어드미턴스 매칭을 이용하여 유도하였다(Appl Opt, 2014(IF1.168)). 또한 다양한 EUV 흡수물질을 이용하여 1층과 2층 박막으로 완전흡수용 마스크를 설계하였으며 또한 13.5nm 파장에서 결함 검사를 할 수 있다. 이 결과는 새로운 완전흡수형 나노박막을 이용한 EUV 마스크의 설계와 제작에 활용할 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 20