| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 가을 (11/15 ~ 11/17, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 23권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 나노임프린트 리소그래피 공정을 이용한 H 형상 패턴의 플라즈모닉 광학 필터 제작 |
| 초록 | 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 이라고 하는 광학 공명은 독특한 광학적 현상들을 발생시켜 연구자들의 흥미를 이끄는 연구 주제이다. 특히 금속 입자의 크기가 빛의 파장보다 매우 작은 서브 웨이브렝스 스케일인 경우 플라즈몬이 이동하지 않고 입자 내에서 특정 파장을 가지고 집단적으로 진동을 하게 되어 우리가 알고있는 bulk 상태의 급속 입자에서의 성질과 다른 특성을 나타내게 된다. 이러한 현상을 일반적인 현상과 구분하기 위해서 LSPR 이라고 하며 이러한 특성은 입자들 사이의 간격이나 입자의 형태에 따라 달라진다고 알려져 있다. 이러한 현상을 이용해 서브웨이브렝스 스케일 금속 패턴의 주기나 형상을 조절하게 된다면 우리가 원하는 파장대에서의 광학적 특성을 조절할 수 있다, 그렇기 때문에 LSPR 은 다양한 광학 응용 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 우리는 골드 나노 입자의 형태와 두께를 조절하여 플라즈몬 효과를 이용해 광학 필터로 사용 가능한 H 형상의 골드 나노 스케일 패턴을 구상하였다. 시뮬레이션 분석 결과 일반적인 필라 혹은 닷 형태의 골드 패턴 대비 흡수 영역대의 대역폭이 좁아지는 장점이 있어 특정 파장대만의 빛을 흡수하기 더 우수한 형상이다. 그러나 위에서 구상한 나노 스케일의 H 형상은 이빔 리소그래피와 같은 일반적인 리소그래피 방식으로 제작할 경우 고비용과 효율성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 하지만 나노임프린트 리소그래피는 복잡한 형태의 패턴도 저비용의 간단한 공정으로도 넓은 영역에 걸쳐 복제해 낼 수 있는 기술이다. 본 연구에서 우리는 앞서 구상한 나노 스케일의 H 형상 패턴을 나노임프린트 리소그래피 공정을 이용하여 저렴한 비용으로 플라즈모닉 효과를 이용한 대면적의 광학 필터를 제작하였다. 제작한 형상은 선폭 50nm, 두께 45nm의 골드 나노 패턴이 300nm 주기로 배열된 형태로, 25x25mm 스케일의 면적에 성공적으로 패턴을 전사시킬 수 있었다. UV-vis 장비로 광학적 투과율을 측정한 결과 1100 nm 파장 영역에서 투과율이 크게 감소함을 확인할 수 있었다. |
| 저자 | 변민섭, 성영훈, 김양두, 김관, 이헌 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | 플라즈모닉; 나노임프린트; LSPR; IR 필터 |
