[한국기술뉴스]

한국산업기술대학교 남옥현 교수 연구팀은 무촉매 방식을 이용한 나노 구조물의 패터닝 및 공정 방법을 개발했다. 한국산업기술대학교 산학협력단을 통해 20년 11월 7일 특허를 출원(출원번호 제1020190141857호)했다. 특허 명칭은 '무촉매 방식 가변경사각을 갖는 나노 구조물 성장 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 
 

[기자]

나노 물질은 전기, 광학, 열 등 여러 방면에서 우수한 특징을 지닌 물질로 물리, 화학, 바이오 등 다양한 분야에서 이를 활용하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 각종 나노 물질 중 특히 주목받고 있는 물질은 반도체 나노선입니다. 나노선은 합성 과정에서 크기, 계면 특성 그리고 전자적 특성을 조절할 수 있으며 병렬조립이 가능해 나노 디바이스를 구현하는 데 최적의 소재로 평가받는 물질입니다. 반도체 나노선은 용액 성장법이나 전기화학 증착법 등의 다양한 기술을 이용해 성장시키고 성장시킨 나노 구조물 상부에 고품질 반도체층을 형성 시켜 다양한 전자소자에 활용합니다. 가장 보편적으로 사용되는 VLS 성장법은 촉매 물질에 반응 물질을 흡착하여 1차원으로 성장시키는 기술입니다. 그러나 금속 촉매가 나노선 내부를 오염 시켜 순도를 떨어뜨리며 품질을 저하해 촉매를 증착시키기 위한 별도의 공정이 요구된다는 문제가 있습니다.

한국산업기술대학교 연구팀은 촉매를 사용하지 않고 나노 구조물의 상부를 원하는 각도로 성장시키는 방법을 개발했습니다.

나노 구조물의 기판 상부에 필요에 따라 나노 마스크 층을 형성하거나 GaN 박막층과 나노 마스크 층을 함께 형성합니다. 성장시키고 싶은 위치를 패터닝 공정을 통해 나노 마스크 층을 제거하고 화합물 핵을 형성하며 화합물 핵을 기초로 나노 구조물을 성장시킵니다. 성장한 나노 구조물은 질화 처리의 유무와 패턴의 크기에 따라 형태가 달라지며 이를 조절해 원하는 각도나 수평을 지닌 나노 구조물로 성장시킬 수 있습니다.

본 기술을 활용하면 금속 촉매의 증착과 성장 및 크기 조정 등의 단계가 필요하지 않아 공정을 간소화할 수 있으며 금속 촉매로 인한 나노 구조물의 오염을 방지할 수 있습니다. 본 방식을 이용해 경제적인 가격으로 순도 높은 나노 구조물을 공급할 수 있습니다.

개발된 기술을 이용해 고품질의 광소자를 제조하거나 전자 소자 연구 및 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.