Microstructures with various shapes are actively studied in the field of optics and have been recognized for their versatility and efficiency. Among them, three-dimensional tube structures have been used in various fields because of their effective interaction with surrounding media, spatial overlap between field regions and structures and ease of shape and size modulation. In this study, only a specific material was removed selectively in nitride semiconductors with different bandgap through the photoelectrochemical etching, and the tube structure was fabricated by strain relaxation. It was confirmed that the tube structure was relaxed under the compressive strain originated from the substrate causing the shift in the PL and Raman mode. The strain variation according to the position on the tube was stronger toward the center of the tube, and the change was slightly decreased at the edge. In addition, it was confirmed that the polarization characteristic appeared in the tube structure compared with the non-polarization in planar structure. From the results of this study, it is expected to be widely applied as a new platform of optical structure by controlling wavelength modulation and polarization degree and direction in single tube structure.
다양한 모양의 마이크로 구조체는 광학분야에서 활발히 연구되며 그 범용성과 효율성을 인정받아 왔다. 그 중에서 3차원 튜브 구조체는 주변 매질과의 효과적인 상호작용, 필드 영역과 구조체의 공간적인 겹침, 모양과 크기 변조의 용이함을 장점으로 다양한 분야에서 이용되고 있다. 본 연구에서는 광전기화학 식각공정을 통해 서로 다른 밴드갭을 가진 질화물 반도체 중 특정 물질만을 선택적으로 제거하였고 스트레인 풀림 현상을 통해 튜브 구조체를 제작하였다. 튜브 구조체는 스트레인이 풀림으로써 평면 구조체보다 상대적으로 기판의 영향을 적게 받아, 발광 파장과 물질의 특정 모드에서 변화가 나타남을 확인하였다. 튜브 구조체 위에서 위치에 따른 스트레인 변화는 튜브 중앙으로 갈수록 그 크기가 강하게 나타났으며, 가장자리에서 변화가 소폭 감소함을 확인하였다. 또한, 평면 구조체에서의 비편광 특성과 다르게 튜브 구조체에서 편광 특성이 나타남을 확인하였다. 본 연구 결과는 단일 구조에서의 파장 변조와 편광 정도 및 방향의 제어를 통해 튜브 구조체가 광학 분야의 유망한 플랫폼으로 널리 응용될 수 있음을 시사한다.
