KR102212483B1 - Nanoimprint based plasmonic surface fabrication process for optical amplification of NIR specific wavelengths band - Google Patents

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KR102212483B1
KR102212483B1 KR1020190178675A KR20190178675A KR102212483B1 KR 102212483 B1 KR102212483 B1 KR 102212483B1 KR 1020190178675 A KR1020190178675 A KR 1020190178675A KR 20190178675 A KR20190178675 A KR 20190178675A KR 102212483 B1 KR102212483 B1 KR 102212483B1
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nanoimprint
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정명영
김준현
강지숙
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for the optical amplification of an NIR specific wavelength band, capable of depositing metal on only a specific surface of a specific dielectric structure for manufacturing a plasmonic nanostructure through a nanoimprint-based simple structure. The method includes the following steps of: performing a first surface treatment making a hydrophobic radical to reduce the surface energy of a master mold having an engraved structure; depositing metal in a whole area including the engraved structure of the master mold; using adhesive tape on the deposited metal layer to remove a metal layer attached to the adhesive tape and leave a partial metal layer in the engraved structure; and performing a second surface treatment making a hydrophobic radical on a dielectric substrate by performing a plasma treatment onto the dielectric substrate, and depositing the metal layer left in the master mold on a specific surface of an embossed structure of the dielectric substrate through a nanoimprint process for the optical amplification of an NIR specific wavelength band.

Description

ＮＩＲ 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법{Nanoimprint based plasmonic surface fabrication process for optical amplification of ＮＩＲ specific wavelengths band}Nanoimprint based plasmonic surface fabrication process for optical amplification of NIR specific wavelengths band}

본 발명은 플라즈모닉 나노 구조에 관한 것으로, 구체적으로 나노임프린트 기반의 단순 공정으로, 플라즈모닉 나노 구조 제작을 위한 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasmonic nanostructure, and specifically, a simple nanoimprint-based process, in which a metal can be deposited on a specific dielectric structure for fabrication of a plasmonic nanostructure only on a specific surface. It relates to a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for.

최근 마이크로 및 나노 구조를 이용해 빛의 경로를 제어하거나 빛 에너지를 집중시키는 등, 플라즈모닉 구조를 이용한 다양한 광 특성을 제어하고 응용하고자 하는 연구가 진행 중에 있다.Recently, research to control and apply various optical properties using a plasmonic structure, such as controlling the path of light using micro and nano structures or concentrating light energy, is in progress.

플라즈모닉 효과란 금속과 유전체의 계면을 따라 전파되는 전도대 전자들의 집단적인 진동 현상을 일컫는다.The plasmonic effect refers to a collective vibration phenomenon of electrons in the conduction band propagating along the interface between metal and dielectric.

이는 금속의 자유 전자들이 입사된 빛의 에너지로 인하여 진동을 하면서 진동에 대한 에너지를 전계(electric field)를 집중시키거나, 빛의 증강 효과를 유도하는 것이다.This means that free electrons of the metal vibrate due to the energy of incident light, concentrating the energy for the vibration, or inducing a light enhancement effect.

종래 기술의 플라즈모닉 구조는 유전체의 기판 위에 금속을 증착시키거나 금속 나노 입자를 증착하여 플라즈모닉 효과를 구현하였다.In the plasmonic structure of the prior art, a plasmonic effect is realized by depositing a metal or metal nanoparticles on a dielectric substrate.

특정 구조의 유전체 위에 금속을 전체적으로 증착을 한 후 특정 구조위에만 금속을 남기기 위해서 전자 빔 리소그래피(e-beam lithography) 방법을 이용해 식각을 한다.After depositing a metal entirely on a dielectric of a specific structure, etching is performed using an e-beam lithography method in order to leave the metal only on a specific structure.

다른 방법으로, 특정 유전체 구조를 제작한 후 금속 나노 입자를 디핑(dipping) 방식 또는 스프레드(spread) 방식을 이용해 증착을 시켜 금속 나노 입자 사이의 나노갭을 제작해 나노 갭 사이의 증강된 전계를 이용해 특정 신호를 증폭시키는 플라즈모닉 표면을 제작하였다.Alternatively, after fabricating a specific dielectric structure, the metal nanoparticles are deposited using a dipping method or a spread method to create a nanogap between the metal nanoparticles and use the enhanced electric field between the nanogaps. Plasmonic surfaces were constructed to amplify specific signals.

그러나 이는 고가의 장비를 이용해야하는 단점과 특정 구조위에 금속을 증착시키기 위하여 복잡한 공정 과정 속에서 다양한 변수를 고려하여야 하므로 재현성 및 양산 측면에서 불리한 문제가 있다.However, this has disadvantages in terms of reproducibility and mass production, since it is necessary to use expensive equipment and various variables must be considered in a complex process in order to deposit metal on a specific structure.

이상에서 살펴본 바와 같이, 종래 기술에서는 양각으로 특정 유전체 구조 위에 특정면에 금속을 증착시키기 위해선 다양한 방법들이 적용되고 있다.As described above, in the prior art, various methods are applied to deposit a metal on a specific surface on a specific dielectric structure by embossing.

그 방법 중에는 전체적인 면에 금속을 증착을 시킨 후 e-beam lithography를 이용해 증착된 금속의 불필요한 부분들을 제거시켜 특정 유전체 구조 위의 특정 면에 증착을 시키는 경우, 그리고 특정 유전체 구조에 금속을 증착을 시킬 때 증착을 원하지 않는 부분에 증착되는 것을 막고 증착 되길 원하는 면에만 증착을 시키기 위해 유전체 구조에 각도를 주어 특정 면에 증착을 시키는 방법이 존재한다.Among the methods, e-beam lithography is used to remove unnecessary parts of the deposited metal after depositing metal on the entire surface to deposit on a specific surface on a specific dielectric structure, and depositing metal on a specific dielectric structure. At this time, there is a method of depositing on a specific surface by giving an angle to the dielectric structure in order to prevent depositing on the part that does not want to be deposited and to deposit only on the desired surface to be deposited.

그러나 e-beam lithography를 이용하여 금속을 시키는 경우는 유전체 구조의 특정 면에 금속이 존재할 수 있도록 식각이 가능하나 고가의 장비 사용 및 전자를 이용해 식각을 진행하여 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.However, in the case of metal using e-beam lithography, etching is possible so that the metal can exist on a specific surface of the dielectric structure, but there is a disadvantage that it takes a long time due to the use of expensive equipment and the use of electrons.

또한, 특정 유전체 구조에 각도를 주어 증착을 시키는 방법은 시간적인 면이나 비용적인 측면에서는 양호한 편이나 특정 면에 금속을 증착시키기 위해 각도를 제어를 해야 한다는 단점과 각도를 이용해 증착을 하게 되면 증착 된 금속 면 자체가 균일하게 증착되지 못하고 증착을 원하지 않는 부분인 구조와 구조 옆면에 도 증착이 될 수 있다. In addition, the method of depositing by giving an angle to a specific dielectric structure is good in terms of time and cost, but the disadvantage of having to control the angle to deposit metal on a specific surface, and when depositing using an angle, The metal surface itself is not uniformly deposited and can be deposited on the structure and the side of the structure, which are parts that do not want to be deposited.

따라서, 단순 공정으로 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 하여 플라즈모닉 나노 구조 제작을 가능하게 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need to develop a new technology that enables the fabrication of plasmonic nanostructures by allowing metal to be deposited on only a specific surface on a specific dielectric structure through a simple process.

대한민국 등록특허 제10-1511040호Korean Patent Registration No. 10-1511040 대한민국 공개특허 제10-2018-0066308호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0066308 대한민국 공개특허 제10-2017-0091406호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0091406

본 발명은 종래 기술의 플라즈모닉 나노 구조 및 제작 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노임프린트 기반의 단순 공정으로, 플라즈모닉 나노 구조 제작을 위한 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art plasmonic nanostructure and fabrication technology, in a simple process based on nanoimprint, so that a metal can be deposited on a specific dielectric structure only on a specific surface for fabrication of a plasmonic nanostructure. An object thereof is to provide a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band.

본 발명은 나노구조의 몰드와 음의 유전율의 유전체 기판 각각의 표면에너지에 변화를 주어 유전체 나노구조 위에 금속을 증착시키는 방법으로, 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a method of depositing a metal on a dielectric nanostructure by varying the surface energy of each of a nanostructured mold and a dielectric substrate having a negative dielectric constant. NIR specific wavelength allowing the metal to be deposited only on a specific surface An object thereof is to provide a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a band.

본 발명은 금속과 잘 부착할 수 있도록 유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만들어 효율적으로 양의 유전율의 유전체 기판의 표면에너지를 증가시킬 수 있도록 한 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is for optical amplification of a specific NIR wavelength band by performing plasma treatment on a dielectric substrate so that it can adhere well to metal, making a hydroxy group on the dielectric substrate, and efficiently increasing the surface energy of a dielectric substrate having a positive dielectric constant. Its purpose is to provide a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method.

본 발명은 공정 진행시에 금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 Si master 몰드 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 demolding 될 수 있도록 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a specific NIR wavelength band in which the metal and the hydroxyl group act during the process to increase the surface energy, so that the metal present in the intaglio Si master mold is accurately attached to the dielectric substrate and can be demolded on the dielectric substrate with high surface energy. It is an object to provide a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of

본 발명은 전처리 과정을 통해 금속과 유전체 기판의 표면에너지가 금속과 Si master 몰드의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 효율적으로 증착시킬 수 있도록 한 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, by controlling the surface energy of the metal and dielectric substrate higher than the surface energy of the metal and Si master mold through the pretreatment process, the metal can be efficiently deposited on the nanostructure of the dielectric substrate by applying pressure and heat using a nanoimprint process. An object thereof is to provide a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 음각의 구조를 갖는 마스터 몰드의 표면에너지를 줄이기 위해 하이드록시기(hydrophobic)를 만드는 제 1 표면처리를 하는 단계;마스터 몰드의 음각 구조를 포함하는 전체 영역에 금속을 증착하는 단계;증착된 금속층을 접착 테이프를 이용하여 접착 테이프에 접착되는 금속층을 제거하고 음각 구조내에 일부 금속층을 남기는 단계;유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만드는 제 2 표면처리를 하고, NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위하여 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 나노임프린트 공정으로 상기 마스터 몰드에 남겨진 금속층을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification in a specific NIR wavelength band according to the present invention is a hydroxy group (hydrophobic) to reduce the surface energy of the master mold having an intaglio structure. Performing a first surface treatment to create a; depositing a metal over the entire area including the intaglio structure of the master mold; removing the metal layer adhered to the adhesive tape using an adhesive tape to the deposited metal layer, and partially metal layer in the intaglio structure Remaining; Plasma treatment on the dielectric substrate to perform a second surface treatment to create a hydroxyl group on the dielectric substrate, and the master mold by a nanoimprint process on a specific surface of a structure on each side of the dielectric substrate for light amplification in a specific NIR wavelength band. It characterized in that it includes; depositing the metal layer left on the.

여기서, 마스터 몰드의 음각 구조를 포함하는 전체 영역에 금속을 증착하는 단계에서, 금속층을 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 통해 증착하는 것을 특징으로 한다.Here, in the step of depositing the metal over the entire area including the intaglio structure of the master mold, the metal layer is deposited through e-beam evaporation.

그리고 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서 제 2 표면처리에 의해, 금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 마스터 몰드 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 디몰딩(demolding) 될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.And in the step of depositing the metal layer by the nanoimprint process, by the second surface treatment, the surface energy increases due to the action of metal and hydroxy groups, so that the metal existing in the intaglio master mold is accurately attached to the dielectric substrate and has high surface energy. It is characterized in that it can be demolded upward.

그리고 제 1,2 표면 처리에 의해, 나노임프린트 공정으로 증착되는 금속과 유전체 기판의 표면에너지를, Si 마스터 몰드 및 마스터 몰드 남겨진 금속의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 증착시키는 것을 특징으로 한다.In addition, by controlling the surface energy of the metal and dielectric substrate deposited by the nanoimprint process by the first and second surface treatments, higher than the surface energy of the remaining metal of the Si master mold and the master mold, pressure and heat are applied using the nanoimprint process. It is characterized in that the metal is deposited on the nanostructure of the dielectric substrate.

그리고 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서, 유전체 기판을 유리전이온도 이상 그리고 녹는점 이하에서 마스터 몰드에 온도를 가하고 압력을 주어 공정을 진행하고, 마스터 몰드안의 금속과 접착이 되게 한 후 유리전이 온도 이하로 온도를 낮추어 디몰딩(demolding) 과정을 거쳐 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 상기 마스터 몰드에 남겨진 금속층을 부착하는 것을 특징으로 한다.And in the step of depositing the metal layer by the nanoimprint process, the dielectric substrate is subjected to the process by applying a temperature and pressure to the master mold above the glass transition temperature and below the melting point, making it bonded to the metal in the master mold, and then making the glass transition. It is characterized in that the metal layer left in the master mold is attached to a specific surface of a structure on the embossed structure of the dielectric substrate through a demolding process by lowering the temperature below the temperature.

그리고 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서, 유전체 기판은 PMMA(Poly (methyl methacrylate)) 폴리머를 사용하고, 유리전이 온도 이상 그리고 녹는점 이하의 온도인 145℃ 온도에 압력을 40bar를 가해주어 나노 구조를 제작한 후 디몰딩은 75℃에서 하여 유전체 기판 위에 특정 면에만 증착이 되어있는 플라즈모닉 구조를 제작하는 것을 특징으로 한다.And in the step of depositing the metal layer by the nanoimprint process, the dielectric substrate uses a poly (methyl methacrylate) (PMMA) polymer and applies a pressure of 40 bar to a temperature of 145°C, which is above the glass transition temperature and below the melting point. After the structure is fabricated, demolding is performed at 75°C to produce a plasmonic structure that is deposited only on a specific surface on the dielectric substrate.

그리고 나노임프린트 공정 이후에 산 용액을 처리를 하여 남겨진 금속을 제거하여 마스터 몰드를 재사용 하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the nanoimprint process, the master mold is reused by treating the acid solution to remove the remaining metal.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 나노임프린트 기반의 단순 공정으로, 플라즈모닉 나노 구조 제작을 위한 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한다.First, as a simple nanoimprint-based process, metal can be deposited only on a specific surface on a specific dielectric structure for fabricating a plasmonic nanostructure.

둘째, 나노구조의 몰드와 음의 유전율의 유전체 기판 각각의 표면에너지에 변화를 주어 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한다.Second, by changing the surface energy of each of the nanostructured mold and the dielectric substrate having a negative dielectric constant, metal can be deposited on a specific dielectric structure only on a specific surface.

셋째, 금속과 잘 부착할 수 있도록 유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만들어 효율적으로 양의 유전율의 유전체 기판의 표면에너지를 증가시킬 수 있도록 한다.Third, plasma treatment is performed on the dielectric substrate so that it adheres well to the metal, thereby creating a hydroxyl group on the dielectric substrate so that the surface energy of the dielectric substrate having a positive dielectric constant can be efficiently increased.

넷째, 공정 진행시에 금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 Si 마스터 몰드 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 디몰딩(demolding) 될 수 있도록 한다.Fourth, during the process, metal and hydroxyl groups act on the surface energy to increase, so that the metal existing in the intaglio Si master mold is accurately attached to the dielectric substrate so that it can be demolded onto the dielectric substrate with high surface energy.

다섯째, 전처리 과정을 통해 금속과 유전체 기판의 표면에너지가 금속과 Si 마스터 몰드의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 효율적으로 증착시킬 수 있도록 한다.Fifth, through the pretreatment process, the surface energy of the metal and dielectric substrate is adjusted higher than that of the metal and Si master mold, so that the metal can be efficiently deposited on the nanostructure of the dielectric substrate by applying pressure and heat using the nanoimprint process. do.

도 1은 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 및 이의 제조 방법을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 과정을 나타낸 플로우 차트
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 SEM 사진
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 특성 그래프1 is a configuration diagram showing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band and a method of manufacturing the same according to the present invention
Figure 2 is a flow chart showing a nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing process for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention
3A and 3B are SEM photographs of a nanoimprint-based plasmonic surface for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention
4A and 4B are graphs of nanoimprint-based plasmonic surface characteristics for optical amplification in a specific NIR wavelength band according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a method for manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the method for manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention will become apparent through detailed description of each embodiment below.

도 1은 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 및 이의 제조 방법을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 과정을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a configuration diagram showing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention and a method of manufacturing the same, and FIG. 2 is a nanostructure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention. This is a flow chart showing the process of manufacturing an imprint-based plasmonic surface structure.

본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 나노임프린트 기반의 단순 공정으로, 플라즈모닉 나노 구조 제작을 위한 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한 것이다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification in a specific NIR wavelength band according to the present invention is a simple nanoimprint-based process, and a metal can be deposited on only a specific surface on a specific dielectric structure for manufacturing a plasmonic nanostructure. I did it.

이를 위하여 본 발명은 나노구조의 몰드와 음의 유전율의 유전체 기판 각각의 표면에너지에 변화를 주어 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시키는 구성을 포함할 수 있다.To this end, the present invention may include a configuration in which a metal is deposited only on a specific surface on a specific dielectric structure by varying the surface energy of each of the nanostructured mold and the dielectric substrate having a negative dielectric constant.

본 발명은 금속과 잘 부착할 수 있도록 유전체 기판 위에 플라즈마 처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만들어 효율적으로 양의 유전율의 유전체 기판의 표면에너지를 증가시킬 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.The present invention may include a configuration in which the surface energy of the dielectric substrate having a positive dielectric constant can be efficiently increased by making a hydroxy group on the dielectric substrate by performing plasma treatment on the dielectric substrate so as to adhere well to the metal.

본 발명은 공정 진행시에 금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 Si 마스터 몰드 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 디몰딩(demolding) 될 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.In the present invention, the metal and the hydroxyl group act during the process to increase the surface energy, so that the metal present in the intaglio Si master mold is accurately attached to the dielectric substrate and can be demolded onto the dielectric substrate having high surface energy. It can include configuration.

본 발명은 전처리 과정을 통해 금속과 유전체 기판의 표면에너지가 금속과 Si 마스터 몰드의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 증착하는 구성을 포함할 수 있다.The present invention includes a configuration in which the surface energy of the metal and dielectric substrate is controlled higher than the surface energy of the metal and Si master mold through a pretreatment process, and the metal is deposited on the nanostructure of the dielectric substrate by applying pressure and heat using a nanoimprint process. can do.

본 발명에 따른 특정 구조 위에 증착을 하기 위한 임프린트 공정 과정 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The imprint process process for depositing on a specific structure according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명은 플라즈모닉 나노 구조를 제작하기 위한 간단한 공정 방법과 저비용의 공정과정을 통해서 양각의 유전체 구조의 특정 면에 금속을 증착시키는 것이다.The present invention is to deposit a metal on a specific surface of an embossed dielectric structure through a simple process method for fabricating a plasmonic nanostructure and a low-cost process.

플라즈모닉 효과란 위에 기술한 바와 같이 금속의 자유 전자들이 입사된 빛에 의해 진동을 하는데 이 입사된 빛의 파수와 진동의 빛의 파수가 동일할 때 빛의 증강 효과 또는 빛의 경로를 제어시킬 수 있다. As described above, free electrons of metal vibrate by incident light. When the wave number of the incident light and the wave number of the vibration are the same, the enhancement effect of light or the path of light can be controlled. have.

플라즈모닉 구조를 제작하기 위해서는 양의 유전율을 가진 유전체 위에 음의 유전율의 금속이 존재해야 하며, 이는 유전체의 특정 면이나 특정 부분에 증착이 되어야 한다.In order to fabricate a plasmonic structure, a metal having a negative dielectric constant must exist on a dielectric having a positive dielectric constant, and this must be deposited on a specific surface or a specific portion of the dielectric.

본 발명에서는 간단한 공정과정을 거쳐 임프린트 공정을 토대로 양각의 유전체 구조의 특정 면에 금속이 증착이 될 수 있도록 공정 과정을 제안한다.In the present invention, a process process is proposed so that a metal can be deposited on a specific surface of the embossed dielectric structure based on the imprint process through a simple process process.

본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위하여 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 나노임프린트 공정으로 증착된 금속층을 갖는다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention has a metal layer deposited by a nanoimprint process on a specific surface of a structure on both sides of a dielectric substrate for optical amplification of a specific NIR wavelength band.

본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 도 1 및 도 2에서와 같이, 음각의 구조가 존재하는 Si 마스터 몰드(10)에 전처리 과정으로 몰드의 표면에너지를 줄이기 위해 하이드록시기(hydrophobic)를 만들어 줄 수 있는 표면처리를 하는 단계와, 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 통해 표면처리 된 Si 마스터 몰드(10) 위에 전체적으로 증착시키고자 하는 금속을 증착하는 단계와, 접착 테이프(Adhesive tape)(20)를 이용해 몰드에 전체적으로 증착이 되어있는 금속(30)을 제거하고, 음각의 패턴 안에 있는 금속(40)을 남기는 단계와, 유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만드는 표면처리를 하고, NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위하여 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 나노임프린트 공정으로 금속층을 형성하는 단계를 포함한다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention is a pretreatment process in the Si master mold 10 having an intaglio structure as shown in FIGS. 1 and 2. In order to reduce the surface energy, a step of performing a surface treatment capable of creating a hydrophobic group and a metal to be deposited entirely on the surface-treated Si master mold 10 through e-beam evaporation. The step of depositing, removing the metal 30 entirely deposited on the mold using an adhesive tape 20, leaving the metal 40 in the intaglio pattern, and plasma treatment on the dielectric substrate And performing a surface treatment to create a hydroxyl group on the dielectric substrate, and forming a metal layer by a nanoimprint process on a specific surface of a structure on each side of the dielectric substrate for optical amplification in a specific NIR wavelength band.

본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 나노구조의 몰드와 음의 유전율의 유전체 기판 각각의 표면에너지에 변화를 주어 유전체 나노구조 위에 금속을 증착시키는 방법이다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention is to deposit a metal on the dielectric nanostructure by changing the surface energy of each of the nanostructured mold and the dielectric substrate having a negative dielectric constant. That's the way.

몰드의 표면에너지를 줄이기 위해 하이드록시기(hydrophobic)를 만들어 줄 수 있는 표면처리를 음각의 구조가 존재하는 Si 마스터 몰드(10)에 전처리 과정을 거친다.(S201)In order to reduce the surface energy of the mold, a surface treatment capable of creating a hydrophobic group is subjected to a pretreatment process on the Si master mold 10 having an intaglio structure (S201).

그 후 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 통해 표면처리 된 Si 마스터 몰드(10) 위에 전체적으로 증착시키고자 하는 금속을 증착을 시킨다.(S202)After that, the metal to be deposited is deposited on the Si master mold 10, which has been surface-treated through e-beam evaporation (S202).

이때 금속을 증착시키기 위해 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 사용하는 이유는 Si 마스터 몰드(10) 전체에 균일하게 금속이 증착이 될 수 있도록 하기 위함이다.At this time, the reason for using e-beam evaporation to deposit the metal is to uniformly deposit the metal over the entire Si master mold 10.

본 과정에서 금속은 Si 마스터 몰드(10)에 전체적으로 증착이 되면서 음각의 패턴부분까지 증착이 된다.In this process, while the metal is entirely deposited on the Si master mold 10, the intaglio pattern is deposited.

그 후 접착 테이프(Adhesive tape)(20)를 이용해 몰드에 전체적으로 증착이 되어있는 금속(30)을 제거한다.(S203)After that, the metal 30 that has been entirely deposited on the mold is removed using an adhesive tape 20 (S203).

이때의 과정에서 음각의 패턴 안에 있는 금속은 접착 테이프(Adhesive tape)가 닿지 않아 증착된 금속(40)이 제거되지 않는다.In this process, the deposited metal 40 is not removed because the adhesive tape does not touch the metal in the intaglio pattern.

그 후 양의 유전율의 유전체 기판의 표면에너지를 증가시켜 주기 위해 금속과 잘 부착할 수 있도록 유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만든다.(S204)After that, in order to increase the surface energy of the dielectric substrate with a positive dielectric constant, a hydroxy group is formed on the dielectric substrate by plasma treatment on the dielectric substrate so that it can adhere well to the metal (S204).

이는 금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 Si 마스터 몰드(10) 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 디몰딩(demolding) 될 수 있도록 하기 위함이다.This is to enable the metal and the hydroxyl group to act to increase the surface energy, so that the metal existing in the intaglio Si master mold 10 is accurately attached to the dielectric substrate and can be demolded onto the dielectric substrate having high surface energy.

이와 같은 공정 단계를 포함하는 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법은 두가지의 전처리 과정을 통해 나노임프린트 공정으로 증착되는 금속과 유전체 기판의 표면에너지가 Si 마스터 몰드 및 남겨진 금속의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 증착시키는 것이다.In the method of manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention including such a process step, the surface energy of the metal and the dielectric substrate deposited by the nanoimprint process through two pretreatment processes The metal is deposited on the nanostructure of the dielectric substrate by applying pressure and heat using the nanoimprint process by controlling the surface energy of the Si master mold and the remaining metal.

반도체 공정에서 전자 빔(e-beam)이나 포토리소그래피(photolithography)의 공정과 비교해 보았을 때 광을 이용하는 포토리소그래피(photolithography)는 광이 회절 때문에 마이크로 단위의 구조를 제작하는데 사용이 되며 공정을 진행하기 위한 장비들과 포토레지스트 등의 마이크로 구조를 제작하기 위한 제작 비용이 많이 소모되며 복잡한 단위 공정들이 존재해 제품을 상용화하기에 어려움이 있다.Compared to the process of e-beam or photolithography in the semiconductor process, photolithography using light is used to fabricate micro-unit structures because of the diffraction of light. It is difficult to commercialize the product due to the high cost of manufacturing equipment and microstructures such as photoresist, and the existence of complex unit processes.

이러한 단점을 극복하기 위해 나노 임프린트 공정이 도입이 되었으며, 이는 유전체 기판을 유리전이온도 이상 그리고 녹는점 이하에서 몰드에 온도를 가해 유전체 기판을 robbery한 상태로 만든 후 압력을 주어 공정을 진행하여 몰드안의 금속과 접착이 되게 한 후 유리전이 온도 이하로 온도를 낮추어 디몰딩(demolding) 과정을 거쳐 나노구조를 제작할 수 있다.In order to overcome these shortcomings, a nanoimprint process was introduced, which applies a temperature to the mold above the glass transition temperature and below the melting point to make the dielectric substrate robbery, and then pressurizes the process to proceed to the inside of the mold. After making it bonded to the metal, the temperature is lowered below the glass transition temperature, and the nanostructure can be fabricated through a demolding process.

유전체 기판은 PMMA(Poly (methyl methacrylate)) 폴리머를 사용을 하였으며, 유리전이온도가 105℃로 유리전이 온도 이상 그리고 녹는점 이하의 온도인 145℃ 온도에 압력을 40bar를 가해주어 나노 구조를 제작한 후 demolding은 75℃에서 하여 유전체 기판 위에 특정 면에만 증착이 되어있는 플라즈모닉 구조를 제작하는 것이다.The dielectric substrate was made of PMMA (Poly (methyl methacrylate)) polymer, and a nanostructure was fabricated by applying a pressure of 40 bar to a temperature of 145℃, which is above the glass transition temperature and below the melting point, with a glass transition temperature of 105℃. After demolding is done at 75°C, a plasmonic structure is fabricated on a dielectric substrate in which only a specific surface is deposited.

도 3a와 도 3b는 플라즈모닉 구조에 대한 SEM 이미지로써, 도 3a는 Si 마스터 몰드, 접착 테이프의 이미지로 마스터 몰드 안에 금속이 남아있는 것을 확인할 수 있었으며, 도 3b는 임프린트 후의 플라즈모닉 나노 구조의 이미지로 유전체 기판의 특정 면 위에만 양각으로 금속이 증착된 것을 확인할 수 있었다.3A and 3B are SEM images of the plasmonic structure, FIG. 3A is an image of a Si master mold and an adhesive tape, and it was confirmed that metal remains in the master mold, and FIG. 3B is an image of a plasmonic nanostructure after imprinting. It was confirmed that the metal was deposited by embossing only on a specific surface of the dielectric substrate.

이와 같은 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법을 진행하면 특정 유전체 구조의 특정 면 위에만 금속이 증착이 되는 것을 보이며 옆면에는 금속이 증착이 되지 않아 특정한 광 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.When the nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification in a specific NIR wavelength band according to the present invention is performed, it is shown that metal is deposited only on a specific surface of a specific dielectric structure, and metal is not deposited on the side surface. It can be seen that it shows specific optical properties.

또한 본 공정은 표면처리가 된 마스터 몰드에 금속을 증착하여 접착 테이프를 이용해 금속을 제거한 후 남은 금속을 제거하기 위해 산 용액을 처리함으로써 금속을 제거하여 마스터 몰드 재사용에도 용이한 것을 알 수 있었으며, 특정 면에 간단한 공정 과정을 진행하여 특정 유전체 구조의 특정 면에 금속을 증착 시킬 수 있는 것을 확인하였다.In addition, it was found that this process is easy to reuse the master mold by depositing metal on the surface-treated master mold and treating the metal with an acid solution to remove the remaining metal after removing the metal using an adhesive tape. It was confirmed that metal can be deposited on a specific surface of a specific dielectric structure by performing a simple process on the surface.

이와 같이 특정면에 증착된 공정으로 인하여 플라즈모닉 구조를 제작을 하였으며 이는 도 3a와 도 3b에서와 같이 SEM 사진으로 확인을 할수 있다.As described above, a plasmonic structure was produced due to the process deposited on a specific surface, which can be confirmed by SEM photographs as shown in FIGS. 3A and 3B.

도 3a의 좌측 사진은 마스터 몰드의 사진이고 도 3a의 우측 사진은 증착 기법 중 마스터 몰드 윗부분의 은을 제거하기 위해 접착 테이프를 이용해 은을 제거한 사진이다. The photo on the left of FIG. 3A is a photo of the master mold, and the photo on the right of FIG. 3A is a photo of removing silver using an adhesive tape to remove the silver from the upper part of the master mold during the deposition technique.

도 3b의 좌측 및 우측 사진은 나노 임프린트 공정을 통해 폴리머의 특정 나노구조면 위에 은을 증착한 사진으로 은이 나노패턴의 특정면 위에 올라가 있는 것을 알 수 있었다.The left and right photographs of FIG. 3B are photographs of depositing silver on a specific nanostructure surface of a polymer through a nanoimprint process, and it can be seen that silver is on a specific surface of the nanopattern.

이와 같은 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법으로 공정을 진행하였을 때, fidelity는 98%이상이 되는 것을 확인하였으며 이는 마스터 몰드와 임프린트 된 나노구조의 길이를 비교하였을 때 특정 나노 구조의 길이가 98%이상 일치하는 것을 확인할 수 있었다.When the process was performed with the nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention, it was confirmed that the fidelity was 98% or more, which was found in the master mold and the imprinted nanostructure. When comparing the length, it was confirmed that the length of the specific nanostructure was more than 98% identical.

이러한 플라즈모닉 표면을 이용해 실험을 한 결과는 도 4a와 도 4b에서와 같은 결과를 얻을수 있었다.As a result of the experiment using this plasmonic surface, the same results as in FIGS. 4A and 4B were obtained.

이는 특정파장인 785nm LASER를 사용하여 LASER의 input power 대비 gain이 얼마나 증가를 하였는지, 그리고 특정각도에 따라서 intensity가 얼마나 증가하는지를 알아보았을 때, simulation data와 동일하게 30°각도에서 intensity가 플라즈모닉 표면의 특성인 electric field의 집중과 nanoantenna의 효과로 인하여 2배이상 증가하는 것을 보였으며, input power가 낮을수록 gain값이 증가하는 것을 확인하였다.This is when using a 785nm laser, which is a specific wavelength, increases the gain compared to the input power of the LASER, and how the intensity increases according to a specific angle, the intensity of the plasmonic surface at an angle of 30° is the same as the simulation data. It was found to increase more than two times due to the effect of the nanoantenna and the concentration of the electric field, which is a characteristic, and it was confirmed that the gain value increased as the input power decreased.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 및 이의 제조 방법은 나노임프린트 기반의 단순 공정으로, 플라즈모닉 나노 구조 제작을 위한 특정 유전체 구조 위에 금속을 특정 면에만 증착시킬 수 있도록 한 것이다.The nanoimprint-based plasmonic surface structure and its manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band according to the present invention described above is a simple process based on nanoimprint, and a metal is specified on a specific dielectric structure for manufacturing a plasmonic nanostructure. It was designed to be able to deposit only on cotton.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 마스터 몰드
20. 접착 테이프
30. 제거되는 금속층
40. 마스터 몰드에 남겨진 금속층10. Master mold
20. Adhesive tape
30. Metal layer to be removed
40. Metal layer left in the master mold

Claims (7)

음각의 구조를 갖는 마스터 몰드의 표면에너지를 줄이기 위해 하이드록시기(hydrophobic)를 만드는 제 1 표면처리를 하는 단계;
마스터 몰드의 음각 구조를 포함하는 전체 영역에 금속을 증착하는 단계;
증착된 금속층을 접착 테이프를 이용하여 접착 테이프에 접착되는 금속층을 제거하고 음각 구조내에 일부 금속층을 남기는 단계;
유전체 기판 위에 플라즈마처리를 하여 유전체 기판 위에 하이드록시기를 만드는 제 2 표면처리를 하고, NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위하여 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 나노임프린트 공정으로 상기 마스터 몰드에 남겨진 금속층을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.Performing a first surface treatment to create a hydroxyl group (hydrophobic) to reduce the surface energy of the master mold having an intaglio structure;
Depositing a metal over the entire area including the intaglio structure of the master mold;
Removing the metal layer adhered to the adhesive tape from the deposited metal layer using an adhesive tape, and leaving some metal layers in the intaglio structure;
Plasma treatment is performed on the dielectric substrate to perform a second surface treatment to create a hydroxyl group on the dielectric substrate, and the metal layer left in the master mold is applied to the specific surface of the structure on the embossed structure of the dielectric substrate for optical amplification in a specific NIR wavelength band. Depositing step; Nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band comprising a. 제 1 항에 있어서, 마스터 몰드의 음각 구조를 포함하는 전체 영역에 금속을 증착하는 단계에서,
금속층을 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 통해 증착하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the step of depositing metal over the entire area including the concave structure of the master mold,
A method of manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification of a specific NIR wavelength band, characterized in that a metal layer is deposited through e-beam evaporation. 제 1 항에 있어서, 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서 제 2 표면처리에 의해,
금속과 하이드록시기가 작용해 표면에너지가 증가하여 음각의 마스터 몰드 안에 존재하는 금속이 정확히 유전체 기판에 붙어 표면에너지가 높은 유전체 기판 위로 디몰딩(demolding) 될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the step of depositing a metal layer by a nanoimprint process, by a second surface treatment,
NIR specific wavelength band, characterized in that the surface energy increases due to the action of metal and hydroxy groups so that the metal existing in the intaglio master mold can be accurately attached to the dielectric substrate and demolded onto the dielectric substrate with high surface energy. Nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of 제 1 항에 있어서, 제 1,2 표면 처리에 의해,
나노임프린트 공정으로 증착되는 금속과 유전체 기판의 표면에너지를, Si 마스터 몰드 및 마스터 몰드 남겨진 금속의 표면에너지보다 높게 조절하여 나노임프린트 공정을 이용해 압력과 열을 주어 유전체 기판의 나노구조 위에 금속을 증착시키는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein by the first and second surface treatments,
The surface energy of the metal and dielectric substrate deposited by the nanoimprint process is adjusted higher than the surface energy of the remaining metal of the Si master mold and the master mold, and the metal is deposited on the nanostructure of the dielectric substrate by applying pressure and heat using the nanoimprint process. Nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서,
유전체 기판을 유리전이온도 이상 그리고 녹는점 이하에서 마스터 몰드에 온도를 가하고 압력을 주어 공정을 진행하고,
마스터 몰드안의 금속과 접착이 되게 한 후 유리전이 온도 이하로 온도를 낮추어 디몰딩(demolding) 과정을 거쳐 유전체 기판의 양각의 구조물 특정면에 상기 마스터 몰드에 남겨진 금속층을 부착하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the step of depositing a metal layer by a nanoimprint process,
Apply temperature to the master mold and pressurize the dielectric substrate above the glass transition temperature and below the melting point to proceed with the process,
NIR specific, characterized in that the metal layer left in the master mold is attached to a specific surface of the embossed structure of the dielectric substrate through a demolding process by lowering the temperature below the glass transition temperature after making it adhere to the metal in the master mold. Nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of wavelength band. 제 1 항에 있어서, 나노임프린트 공정으로 금속층을 증착하는 단계에서,
유전체 기판은 PMMA(Poly (methyl methacrylate)) 폴리머를 사용하고,
유리전이 온도 이상 그리고 녹는점 이하의 온도인 145℃ 온도에 압력을 40bar를 가해주어 나노 구조를 제작한 후 디몰딩은 75℃에서 하여 유전체 기판 위에 특정 면에만 증착이 되어있는 플라즈모닉 구조를 제작하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the step of depositing a metal layer by a nanoimprint process,
The dielectric substrate uses PMMA (Poly (methyl methacrylate)) polymer,
The nanostructure is fabricated by applying a pressure of 40 bar to a temperature of 145℃ above the glass transition temperature and below the melting point, and then demolding is performed at 75℃ to produce a plasmonic structure deposited on a specific surface on the dielectric substrate. Nanoimprint-based plasmonic surface structure manufacturing method for optical amplification of a specific NIR wavelength band, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 나노임프린트 공정 이후에 산 용액을 처리를 하여 남겨진 금속을 제거하여 마스터 몰드를 재사용 하는 것을 특징으로 하는 NIR 특정 파장 대역의 광 증폭을 위한 나노임프린트 기반 플라즈모닉 표면 구조 제조 방법.The method of claim 1, wherein the master mold is reused by treating the acid solution after the nanoimprint process to remove the metal left over. The method of manufacturing a nanoimprint-based plasmonic surface structure for optical amplification in a specific NIR wavelength band.
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