Gold nanodot and silver nanohole pattern have been used to many research fields such as biosensors and optoelectronic devices. Surface plasmon resonances are occurred in these films. However, it is hard to fabricate gold nanodot and silver nanohole pattern with large area and cheap. Colloidal lithography is one of simple and cheap method for fabricating metal pattern. An aim of our experiments was to fabricate large area of gold dot and silver hole pattern with cost effect using thermal transfer printing. 270nm, 370nm, 480nm and 1.1μm colloidal spheres are used and it could be transferred to other substrates with heating. Results indicated that gold dot and silver hole pattern were fabricated. It immediately applies to biosensors and photovoltaic devices with various transparency and absorbed visible light.
나노패터닝이란 나노 사이즈로 특정한 패턴을 만드는 기술이며 콜로이드 결정을 이용한 나노패터닝을 나노스피어 리소그래피라하고 elastomer인 PDMS를 이용한 나노패터닝을 소프트 리소그래피라 한다. 이 둘은 가격이 싸고, 공정이 간단하며 여러 번 사용이 가능하다는 장점이 있다. 표면플라즈몬이란 금속표면에서 일어나는 전자들의 집단 진동현상으로 귀금속인 금, 은, 백금 등에서 나타나며 금속의 크기, 모양 등에 따라 달라진다. 표면플라즈몬의 가장 큰 응용분야는 바이오센서와 광전자소자이다.
이 논문에서는 콜로이드 열적 전사 방법을 소개하여 금속 패터닝을 하였다. 콜로이드 열적 전사 방법은 나노스피어 리소그래피와 소프트 리소그래피의 융합방법이다. 이미 기존에 보고된 바 있지만 기존의 방식은 콜로이드 입자와 기판이 접착할 수 있도록 접착층이 필요하다. 하지만 우리가 고안한 방법은 열을 이용하여 콜로이드를 접착하는 방법으로 접착층이 필요 없어 공정이 더욱 간단하고, 콜로이드 입자가 반구형의 모양으로 접착되어지기 때문에 저렴하고 간단한 에칭 방법인 ?? 에칭 공정이 가능하다. 우리는 금 기판 위로 콜로이드를 전사한 후 에칭 공정을 통해 금 나노닷 패턴을 제작하였고, 유리 위로 콜로이드를 전사한 후 은을 증착하고 콜로이드를 제거하여 은 나노홀 패턴을 제작하였다. 은 나노홀 패턴의 경우 가시광선 영역의 빛을 흡수하여 광전자소자로의 응용이 가능하다.