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금속성 쌍곡선 메타물질을 이용한 나노 구조체 제작 = Generation of nanostructures with the metallic hyperbolic metamaterial
서명 / 저자 금속성 쌍곡선 메타물질을 이용한 나노 구조체 제작 = Generation of nanostructures with the metallic hyperbolic metamaterial / 김동환.
저자명 김동환 ; Kim, Dong Hwan
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2016].
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8028887

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MME 16010

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초록정보

With the development of the nanotechnology, the demand of a nano-fabrication technique is highly increased. As the diffraction limit of the light disturbs to fabricate nano-sized patterns by photolithography, other techniques such as E-beam lithography, Dip-pen lithography, and Imprint lithography are developed. But those techniques have own drawbacks which is come from complexity of equipment. In this research, nano-sized patterns are fabricated with the photolithography platform to overcome the diffraction limt of the light. This is possible by the help of the metallic hyperbolic metamaterial which is an anisotropic media with the hyperbolic dispersion relation. Then, this metallic hyperbolic metamaterial can support high-k components of the light wave. Therefore, the combined structure of periodic 1-D or 2-D mask and metallic hyperbolic metamaterial can generate and support high-k components of the wave. And it means generation of the nanostructure is possible with those combined structure. Furthermore, as this scheme is independent with the size of mask, nanostructures can fabricated with the micro-sized mask. This concept of the nano-fabrication technique is verified in this research by the means both of numerical and experimental methods in the 1-D slit structure. Also, verified analytically and numerically in 2-D circular grating structure. Because this nano-fabrication technique is cheap, reusable, and supporting the fabrication on large area, it can be widely used for the nanotechnology.

나노 기술의 발달에 따라 나노 구조 제작 기술에 대한 요구가 크게 증가하고 있다. 그러나 기존의 포토리소그래피 기술은 빛의 회절 한계에 의해 나노 구조 제작이 어렵고 이에 따라 전자빔 리소그래피, Dip-pen 리소그래피, imprint 리소그래피 등의 기술이 개발되어 왔다. 그러나 이러한 기술들은 장비의 복잡성에 의해 각자의 새로운 단점들을 가지게 된다. 본 연구에서는 금속성 쌍곡선 메타물질을 이용하여 기존의 포토리소그래피 플랫폼의 회절한계를 극복하는 방법을 개발하여 나노 구조를 제작할 수 있음을 보였는데, 이는 금속성 쌍곡선 메타물질이 가지고 있는 분산 특성에 따라 높은 파수의 성분이 투과 가능한 성질에 의해 가능하다. 즉, 1차원 혹은 2차원의 격자 구조와 금속성 쌍곡선 메타물질을 결합하여 높은 파수를 발생시키고, 이를 진행시킴으로 회절 한계를 극복하는 것이다. 게다가 이 방법은 사용하는 마스크의 크기에 영향을 받지 않는 방법이므로 나노 구조를 마이크로 마스크를 이용하여서도 제작이 가능하다는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 아이디어를 1차원 구조에 대해 수치해석 및 실험 결과로 나타내었고, 계산적으로 2차원 구조에 대해서도 가능함을 증명하였다. 이 나노 제작 공정은 저렴하고, 재사용가능하며, 대면적 제작 또한 가능하므로 나노공정에 널리 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 16010
형태사항 iv, 33 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Dong Hwan Kim
지도교수의 한글표기 : 민범기
지도교수의 영문표기 : Bumki Min
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 31-32
주제 쌍곡선 메타물질
나노 기술
리소그래피
메타물질
회절한계
hyperbolic metamaterial
nanotechnology
photolithography
metamaterial
diffraction limit
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