Top-down lithography based on secondary sputtering lithography can provide high resolution (10~30 nm) and high aspect ratio (>20) in nanopattern. This technique can fabricate various shaped nanopattern and use various materials, so that secondary sputtering lithography is useful to self-assembly of soft materials and multimetallic system. Self-assembly of soft materials is essential to various applications such as liquid crystal display, photonic crystals, polarizer, and nano patterning. Multimetallic system in nanoscale is also important for potential applications such as photonic devices, electronics, and catalysis. For those applications, in this work, precisely controlled secondary sputtering lithography was developed. To control alignment of liquid crystal, tilted line pattern and high density nanopattern using block copolymer were developed. As another soft material, dendrimer was also aligned along the nano pattern, which is firstly reported parallel alignment. Self-assembly in nanopattern based on secondary sputtering lithography can be achieved with very small dead space (1~2%) and high uniformity. As second development, multimetallic system using secondary sputtering lithography has no limitation in selection of materials and provides small grain boundaries (< 10 nm). Multimetallic nanostructures were used to catalysis and hydrogen gas sensor, which resulted in enhanced performance such as faster catalytic reaction and fast response time in gas sensing. Improved secondary sputtering lithography can be utilized to potential applications such as self-assembly templates, multimetallic catalysis and gas sensors.
이차 스퍼터링 리소그래피는 초고해상도(10~30nm)와 높은 종횡비 (>20)를 가지는 나노패턴을 구현할 수 있는 기술이다. 이 기술은 다양한 모양의 패턴 제작이 가능하며, 다양한 물질도 적용가능하다. 따라서, 본 패턴을 이용하여 유연물질 배향이나 다금속 시스템을 구축할 수 있다. 유연물질의 자기조립 제어는 액정 디스플레이, 광결정, 편광판, 그리고 나노패터닝 등의 응용분야에 꼭 필요한 기술이다. 다금속 나노 시스템 또한 광소자, 전자소자, 촉매 등의 응용분야에서 굉장히 중요하다. 본 연구에서는, 이러한 다양한 응용분야를 위해 미세하게 조절된 이차스퍼터링 리소그래피 기술의 개발을 다루고 있다. 이차 스퍼터링 리소그래피는 유연물질들의 배향을 위해서 고종횡비를 가져서 높은 표면 에너지를 제공하고 고해상도 패턴으로 배향 면적을 극대화 할 수 있다. 다음으로, 다금속 시스템을 이차 스퍼터링 현상으로 구현함으로써, 재료 선택의 제한없이 10nm 이하의 작은 결정 사이즈로 금속들을 섞을 수 있다. 이를 통해 촉매나 수소 가스 센서에 응용하였으며, 빠른 반응속도나 빠른 센싱 결과를 보여주었다. 이렇게 더 발전된 이차 스퍼터링 리소그래피는 향후 유연물질 배향, 다금속 시스템 등 뿐만 아니라, 다양한 응용분야에 사용될 수 있다.
