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연구성과

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물리천문학부 홍승훈 교수, 나노프리즘 대량생산기술 개발

2009.03.03

물리천문학부 홍승훈 교수, 탐침현미경용 나노프리즘 대량생산

물리천문학부 홍승훈 교수가 광학현미경으로 보기 어려운 나노 수준의 작은 물질구조를 광학적으로 관찰하는 데 필요한 '나노프리즘'을 대량으로 생산하는 새로운 기술을 개발했다.

홍승훈 교수팀은 18일 광학현미경의 한계를 극복해 나노 수준의 물체를 광학적으로 볼 수 있는 탐침현미경(AFM)의 하나인 근접장현미경(NSOM) 핵심 부품인 나노프리즘을 대량 생산하는 데 성공했다고 밝혔다.

이 연구결과는 신소재분야의 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 인터넷판 최신호에 게재됐다.

보통 광학현미경은 파장이 400~700㎚(㎚=10억분의 1m)인 가시광선을 이용하기 때문에 해상도는 파장의 절반이 최대이며 그 이하 크기의 물체는 구별할 수 없다.

이런 한계를 극복해 아주 작은 물체를 광학적으로 보는 데는 원자탐침현미경의 하나인 근접장현미경이 사용된다.

근접장현미경에서는 뾰족한 탐침을 관찰 대상 물체 근처에 놓고 이미지 처리를 하는데 이때 탐침이 피뢰침이나 안테나처럼 근처 나노수준 영역의 전자기장을 강화시켜 나노소자나 바이오분자 같은 작은 구조의 광학적 이미징과 특성 연구를 가능하게 해준다.

근접장현미경용 탐침으로 가장 유용한 구조 중 하나가 삼각형의 프리즘 구조로 삼각형의 뾰족한 꼭짓점이 전자기장을 강화시키는 역할을 하게 된다.

하지만 이런 나노프리즘이 붙은 탐침을 만드는 데 많은 시간과 비용이 들기 때문에 지금까지 근접장현미경 활용에 큰 걸림돌이 돼 왔다.

연구진은 이 연구에서 근접장현미경 탐침 끝에 붙여 나노프리즘 탐침을 대량 생산하는 기술을 개발했으며 나노입자를 이용해 나노프리즘 근처의 전자기장이 산란하는 정도를 측정했다.

뾰족한 탐침 위에 얇은 알루미늄 막을 입힌 다음 끝을 평평하게 갈아내고 그 위에 금(Au)을 필름형태로 형성시킨 뒤 알루미늄 막을 제거하면 탐침 끝에 삼각형 한 변의 길이가 수십~수백㎚인 나노프리즘이 만들어진다.

홍 교수는"이번 개발된 나노프리즘 탐침을 근접장현미경에 사용하면 나노소자나 바이오 분자 등의 광학적 성질을 나노수준 해상도로 연구하는 것이 가능해질 것"이라며"특히 이 기술로 이런 나노프리즘 탐침을 대량으로 생산할 수 있어 산업적 활용도 가능할 것"이라고 말했다.

2009. 2. 15
서울대학교 홍보부