초록 ▼

□ 연구개요
>본 연구에서는 고진공-주사열현미경을 활용하여 나노스케일에서 포논(phonon)의 전달 특성을 계측하고 이를 분석하고자 함
－ 반도체 소자의 구조가 포논의 자유이송거리의 크기보다 작아지면서 물질 내에서 포논 전달에 의한 열전달 문제가 크게 대두대고 있고, 신재생 에너지 기술인 태양광 전지 및 열전 소자의 개발에 포논의 에너지 전달 특성이 중요하기 때문에 포논에 의한 에너지 전달 현상 연구는 매우 중요함
－ 고진공-주사열현미경은 10 nm 의 공간 정밀도와 10 mK 의 온도 계측 정밀도를 보유한 나노스케

□ 연구개요
>본 연구에서는 고진공-주사열현미경을 활용하여 나노스케일에서 포논(phonon)의 전달 특성을 계측하고 이를 분석하고자 함
－ 반도체 소자의 구조가 포논의 자유이송거리의 크기보다 작아지면서 물질 내에서 포논 전달에 의한 열전달 문제가 크게 대두대고 있고, 신재생 에너지 기술인 태양광 전지 및 열전 소자의 개발에 포논의 에너지 전달 특성이 중요하기 때문에 포논에 의한 에너지 전달 현상 연구는 매우 중요함
－ 고진공-주사열현미경은 10 nm 의 공간 정밀도와 10 mK 의 온도 계측 정밀도를 보유한 나노스케일의 에너지 전달현상을 계측/분석 할 수 있는 계측 기술임
－ 고진공-주사열현미경을 활용한 포논의 에너지 전달 특성 연구는 나노스케일의 에너지 전달 현상을 이해할 수 있게 하고 이를 통해 반도체 산업 발전에 크게 기여할 것으로 기대됨

□ 연구 목표대비 연구결과
>1차년: 진공용으로 특화된 열전탐침과 고진공 챔버의 개발을 통해 계측 시스템을 구축함
- 고진공 환경에서 활용될 수 있는 특화된 열전 탐침을 국내에서 독자적으로 개발함
- 고진공 환경을 구축할 수 있는 챔버를 제작하고 원자힘현미경을 설치함
- 표준화 시편을 활용하여 공간정밀도와 온도계측 정밀도를 계측함
>2차년: 열원의 크기에 따른 포논의 에너지 전달 특성 계측 및 분석
- 폭이 다양한 백금과 알루미늄 가열선을 온도계측 시편에 제작함
- 열원의 크기에 따른 포논의 열전달 특성을 고진공 - 주사열현미경으로 계측
- 볼츠만 전달 방정식을 활용한 포논의 전달 특성 분석 중
>3차년: 특성화된 나노 구조에서 포논의 에너지 전달 특성 계측 및 분석
- 실리콘 박막 위에 포논의 전달에 영향을 줄 수 있는 패턴을 제작함
- 패턴의 형상에 따른 포논의 에너지 전달 현상을 고진공 - 주사열현미경으로 계측함
- 구조와 접촉 상태에 따른 포논의 에너지 전달 현상을 이론적으로 분석 중

□ 연구개발결과의 중요성
> 주사열현미경을 활용한 포논에 의한 나노스케일의 열에너지 전달 현상 규명
－ 반도체를 활용한 전기, 광학, 디스플레이 소자의 성능 향상 및 새로운 소자의 개발을 위한 포논에 의한 열에너지의 전달 특성을 규명할 수 있는 계측 기법 개발
> 전기, 광학, 태양광 전지, 열전 소자 등의 반도체 산업 기술의 선도적 역할 수행
－ 나노스케일 에너지 전달 현상 규명 기법은 반도체 기술 개발의 중추적 역할을 할 것으로 여겨짐
> 순수 국내 기술의 개발을 통한 고진공-주사열현미경 시스템 구축
－ 고진공-주사열현미경을 국내에서 독자적으로 개발되고 활용될 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 ... 4
• 나. 연구의 개요 ... 4
• 다. 연차별 연구 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 1차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 나. 2차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 다. 3차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 가. 연구개발 주요 결과 및 중요성 ... 8
• 나. 본 연구 결과의 학문적, 기술적, 산업적 파급효과 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10