국내 연구진, 반도체 나노선 다발의 광학적 현상 원리 규명 성공
정교한 인공 망막 개발 원리 밝혀냈다
국내 연구진이 사람의 눈보다 정교한 인공망막을 만들어 낼 수 있는 개발 원리를 밝혀냈다.
광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 연구팀은 인공안구를 만들 때 반드시 필요한 고밀도의 불규칙한 반도체 나노선 다발의 광학적 현상을 규명했을 뿐만 아니라 나노선 다발 구조를 대면적으로 제작할 수 있는 방법을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼즈’ 15일자에 실렸다.
나노선 다발은 머리카락의 1000분의 1 굵기인 나노선 여러 개를 묶어 놓은 것으로 반도체 소재 기반의 수직형 나노선 다발은 기계적, 전기적, 광학적 특성이 우수해 차세대 전자소자의 핵심 소재로 주목받고 있다. 특히 인공안구를 만드는데도 필수적인 장치로 알려져 있다.
문제는 나노선 다발은 수십~수백 ㎚(나노미터)라는 아주 작은 구조를 갖고 있으며 전자빔 리소그래피라는 특수공정을 거쳐야 하기 때문에 제작비용이 많이 들고 대면적 제작이 쉽지 않다는 단점이 있다.
연구팀은 밀도는 높고 불규칙적인 반도체 나노선 다발 안에서 일어나는 광학적 현상을 3차원 파동방정식을 이용해 규명해내고 실험적으로 관찰하는데 성공했다. 이를 바탕으로 리소그래피 공정 과정 없이 실리콘 웨이퍼에 고밀도의 갈륨비소 나노선 다발을 성장시키는데 성공했다. 이렇게 성장된 나노선 다발을 투명한 고분자물질인 PDMS로 코팅한 다음 면도칼로 긁어내는 방법을 이용해 고밀도 나노선 다발을 분리했다. 이를 통해 저렴한 실리콘 웨이퍼 위에 나노선 다발을 손쉽게 성장시킬 수 있고 나노선 다발을 분리한 다음에 웨이퍼를 재활용할 수 있기 때문에 제작비용을 낮출 수도 있다.
송영민 GIST 교수는 “이번 연구는 나노선 다발을 이용해 복제 불가능한 보안 하드웨어를 만들 수 있으며 사람 눈보다 훨씬 해상도가 높은 인공 망막소재로 사용할 수 있는 이론적, 실험적 바탕을 내놨다는데 의미가 크다”라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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