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Nano-scale patterning process using selective wetting and its applications = 선택적 젖음성을 이용한 나노스케일 패터닝 공정과 그 응용
서명 / 저자 Nano-scale patterning process using selective wetting and its applications = 선택적 젖음성을 이용한 나노스케일 패터닝 공정과 그 응용 / Hyeonho Jeong.
저자명 Jeong, Hyeonho ; 정현호
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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초록정보

Nano-scale patterning is a key enabler of nanotechnology and has played a pivotal role in enhancing performance capabilities and in the realization of new functionalities in a wide range of applications, including electronics,optics, energetics, and even biology. While cutting-edge lithographic processes based on deep UV or electron beam methods have successfully led the evolution of modern nano-patterning technologies, their use has been limited to a few high-end applications due to the very high costs associated with the equipment and the multi-step processes required. In this respect, alternative nano-patterning methods have been proposed, such as simplified lithography techniques, nano-transfer methods, and the capillary assembly method. However, significant advances are still required to realize a cost-effective and scalable nano-patterning process with a high degree of freedom, a wide range of applicability, and a practicable throughput. Here, we propose a direct, additive, and solution-based nano-patterning route by employing selective wetting on engraved hydrophilic nano-patterns with a hydrophobic top surface prepared by a one-step imprinting process. The proposed process produces uniform single- or multilayer nano-patterns over large area at high speeds and exhibits good compatibility with a wide range of substrates,including plastics, paper, or even banknotes. Experimental results are supported by an analysis based on a fluid-dynamic simulation which sheds light on the operation mechanism and key controlling parameters of the proposed process.

나노스케일 패터닝은 나노 기술의 핵심 원동력이며 전자 공학, 광학, 에너지 및 생물학을 포함한 광범위한 응용 분야에서 성능 향상 또는 새로운 기능의 실현에 중추적인 역할을 수행했다.종래의 최첨단 리소그래피 공정이 몇몇 하이엔드 응용 분야에만 제한되어왔기 때문에 이를 극복하기 위해 대안적인 나노 패터닝 방법이 제안되었다. 그러나, 높은 자유도, 광범위한 적용 범위 및 실용적인 처리량을 갖는 비용 효율이 뛰어나고, 미세화가 가능한 나노패터닝 공정을 실현할 수 있는 중요한 진보가 여전히 필요한 상황이다. 본 연구에서는 원스텝 임프린트 공정에 의해 형성된 상부 표면이 소수성으로 유지된 친수성 나노 음각패턴에 선택적 젖음 현상을 적용하여 직접적이며, 어디티브한 방식이면서, 용액 기반인 나노 패터닝 공정을 제안한다. 제안된 공정은 대면적에 걸쳐 균일한 단일 또는 다중 층 나노패턴(150nm까지)을 고속(4.56m·$min^{-1}$)으로 제작할 수 있으며 플라스틱, 종이 또는 지폐와 같은 광범위한 기판과의 호환성을 가진다. 뿐만 아니라, 작동 메커니즘 및 제안된 공정의 핵심 제어 매개 변수에 대한 유체 역학 시뮬레이션의 분석을 통해 실험 결과를 뒷받침했다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DEE 17092
형태사항 x, 112 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 정현호
지도교수의 영문표기 : Seunghyup Yoo
지도교수의 한글표기 : 유승협
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학부,
서지주기 References : p. 104-109
주제 nano-scale patterning
solution material patterning
nano-imprinting
selective wetting
나노스케일 패터닝
용액 공정
나노-임프린팅
선택적 젖음성
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