나노선 두께조절 신기술개발
나노선의 두께를 마음대로 조절할 수 있는 신기술 개발 - 원하는 빛만을 선택적으로 흡수하는 새로운 나노 광소자 개발 가능 -
□ 연구팀은 플라토-레일리 불안정 원리*를 반도체 물질의 결정성장 과정에 적용해, 반도체 나노선의 축 방향으로 주기적으로 두께가 바뀌는 껍질 구조를 합성하여 나노선의 두께를 자유롭게 조절하는데 성공하였다.
* Plateau-Rayleigh 불안정 원리 : 18세기 Plateau와 Rayleigh는 표면 장력에 의해 얇은 1차원적 물기둥이 점차 갈라져 여러 개의 작은 0차원 물방울들로 변하는 자연 현상을 설명하였는데, 이를 Plateau-Rayleigh 불안정 원리라고 함
o 연구팀은 껍질을 성장시킬 때 낮은 압력에서 가스를 주입하면 표면에너지가 감소해 나노선의 축 방향으로 주기적인 껍질 구조가 형성됨을 발견했다.
o 또한 합성 조건에 따라 껍질의 종류뿐만 아니라 두께와 주기, 단면의 모양까지도 원하는 대로 조절할 수 있음을 확인하였다.
□ 연구팀은 주기적인 껍질을 갖는 실리콘 나노선의 광학적 특성이 나노선 껍질의 두께와 주기에 따라 확연히 다른 광산란 및 광흡수 특성을 보인다는 사실을 밝혔다.
o 특히 껍질의 주기가 6마이크로미터(백만분의 1미터)인 실리콘 나노선의 경우, 껍질이 얇은 부분은 파란색 빛만을, 껍질이 두꺼운 부분은 초록색 빛만을 주로 흡수함을 알아냈다.
□ 박홍규 교수는 “이번 연구는 나노선 합성이라는 새로운 연구분야를 개척한 의미 있는 연구성과”라며, “주기적인 껍질을 갖는 나노선만이 가질 수 있는 독특한 광학 흡수 특성을 이용해 원하는 빛만을 선택적으로 흡수할 수 있는 새로운 나노 광소자를 개발할 수 있어 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다”고 밝혔다.
껍질이 두꺼운 부분은 초록색 빛만을, 껍질이 얇은 부분은 파란색 빛만을 중점적으로 흡수하는 것은 무엇일까