KAIST "새로운 광유도 임프린트 리소그래피 개발…100㎚ 이하 구조체 제작"

(대전) 이주영 기자 = 국내 연구진이 빛을 받으면 액체로 변하고 빛을 따라 움직이는 광반응물질을 이용해 마이크로-나노구조체를 제작하는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 김희탁 교수팀은 8일 가시광선 영역의 편광과 광반응물질 아조벤젠(Azobenzene)을 이용해 100㎚(나노미터=10억분의 1ｍ) 이하 나노구조체를 만드는 새로운 임프린트 리소그래피 기술을 개발했다고 밝혔다.

새로운 임프린트 리소그래피 기술로 제작한 다양한 구조체 [KAIST 제공=연합뉴스]

임프린트 리소그래피는 도장을 찍듯 각인된 모형의 틀에 액체를 채워 원하는 모양의 마이크로-나노 구조체를 제작하는 기술이다. 경제적이고 손쉽게 마이크로-나노 구조를 제작할 수 있어 기존 포토리소그래피 기술을 대체할 유망한 기술로 꼽힌다.

연구진은 가시광선을 아조벤젠 고분자 물질에 쪼이는 방법으로 이 문제를 극복했다. 아조벤젠은 가시광선을 특정 방향으로 편광 시켜 쪼여주면 액체로 변하면서 빛의 방향으로 흐르는 특성이 있어 편광방향을 조절하면 움직임을 제어할 수 있다.

기존의 아조벤젠을 이용한 구조체 제작은 대부분 수평 방향으로 흐르는 현상을 이용했으나 연구진은 가시광선 편광을 이용해 아조벤젠이 수직 방향으로 흐를 수 있게 만들었다.

평평한 아조벤젠 위에 투명한 물질로 제작된 마이크로-나노구조체 모형을 올려놓고 가시광선 편광을 쪼이면 아조벤젠이 유채화 되면서 위에 놓은 모형의 공간을 채워 마이크로-나노 구조체가 결합한 다중 규모의 복잡하고 정교한 구조를 제작할 수 있다.

새로운 임프린트 리소그래피 기술 공정 개요도빛을 이용해 아조벤젠 물질(PDO 3)을 수직방향으로 끌어올려 마이크로-나노 구조체를 제작하는 과정.[KAIST 제공=연합뉴스]

연구진은 새로운 임프린트 리소그래피 기술로 기존 기술의 물질 수축 문제를 극복, 100㎚ 이하의 나노구조체를 구현하는 데 성공했으며, 그 예로 물에 젖지 않는 초소수성 표면을 제작했다.

연구팀은 이 기술은 빛을 이용해 아조벤젠을 수직으로 끌어올려 마이크로-나노 구조체를 제작하는 방식이라며 앞으로 여러 응용분야에 쓰일 정교하고 다양한 마이크로-나노 구조체를 쉽게 제작하는 데 기여할 것으로 전망했다.

김 교수는 "아조벤젠 물질이 수평 방향으로만 물질 이동을 한다는 기존 틀을 깨고 수직 방향 이동을 규명했다"며 "이를 이용해 한 층 진보된 형태의 임프린트 리소그래피를 선보였다는 데 의의가 있다"고 설명했다.

KAIST 엔드-런(End-Run) 프로그램 지원으로 최재호(박사과정) 씨가 제1 저자로 참여한 이 연구는 나노분야 국제학술지 'ACS 나노(ACS Nano, 1월 12일자) 온라인판에 게재됐다.

KAIST 생명화학공학과 김희탁 교수[KAIST 제공=연합뉴스]

scitech@yna.co.kr

[경제] 빛 따라 움직이는 고분자물질 이용해 나노구조체 제작한다