KR102365765B1 - 나노 트렌치 스위치 - Google Patents

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KR102365765B1
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Abstract

본 발명은 나노 트렌치 스위치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판의 구부림에 따라 미세한 나노 트렌치의 상부 폭을 제어할 수 있어 특히 미세 거리의 제어가 중요한 양자 역학 분야에서 이용될 수 있다.

Description

나노 트렌치 스위치 {NANO TRENCH SWITCH}
본 발명은 나노 트렌치 스위치에 관한 것이다.
터널링(Tunneling)은 양자 역학 세계에서 입자가 일정 확률로 장애물 장벽을 통과하는 현상을 말한다. 고전 역학의 법칙으로는 설명할 수 없는 현상으로서, 에너지 장벽이 너무 두껍지 않아야 하고 입자의 질량 또한 상당히 작은 조건 하에서 관찰되는 현상이다.
이러한 현상을 관찰하기 위해서는 장애물 장벽(일반적으로 공기층)의 두께를 세밀하게 조절할 수 있는 기술이 필요하다. 일반적으로 요구되는 장벽의 두께는 나노미터에서 피코미터 단위 수준으로 빛의 파장보다 더 작은 조건이 필요하다.
그러나, 일반적인 기술로는 상기 장벽의 두께를 세밀하게 제어하는 것이 상당히 어려웠고, 트렌치의 간격이 멀리 떨어져 있거나 기판의 유연성이 부족하여 내구성이 떨어지는 것이 보통이었다.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판 및 기판 상에 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치에 관한 것으로서, 기판의 구부림의 방향과 정도에 따라 나노 트렌치 상단 폭을 제어함으로써 빛의 파장을 제어하고자 하는 것이다.
또한, 나노 트렌치 상단의 폭을 제어함으로써 나노 트렌치를 구성하는 섬 간의 전류의 흐름을 제어할 수 있는 스위치를 제공하고자 하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판은, PET, PI 등의 고분자 기판 및 스테인리스 스틸 테이프 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판의 구부림의 방향과 정도에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고, 상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자 체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 나노 트렌치 스위치의 제조방법은 유연 기판을 준비하는 단계; 상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계; 금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및 상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서는, 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬 등 원자층 증착으로 가능한 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판 및 기판 상에 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치에 관한 것으로서, 기판의 구부림의 방향과 정도에 따라 나노 트렌치 상단 폭을 제어함으로써 빛의 파장을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 나노 트렌치 상단의 폭을 제어함으로써 나노 트렌치를 구성하는 섬 간의 전류의 흐름을 제어할 수 있는 스위치를 제공할 수 있다.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 트렌치 안에 물 또는 화학 물질을 넣어 물질의 특성을 관찰 및 광화학 반응을 구현 등을 제공할 수 있다.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 마이크로파/테라파 스위치, 전자파 차폐제, 전자빔 소스, 구조 변경이 가능한 메타 물질 및 메타 렌즈, 페이즈 어레이, 자율주동 자동차용 빔 스티어링, 분자전자공학용 플랫폼, MEMS, NEMS, 구조역학적 기억소자, 저항 메모리, 초미세 먼지 검출기, 바이러스 검출기, 나노바이오센서 등을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 유연 기판이 없이 프리스탠딩 하는 나노 트렌치를 통해, 나노와이어 및 단일 원자 체인 제작 등을 제공할 수 있다.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 변형 지렛대(Deformative leverage)로서, 유연 기판의 거시적 거리를 조절하여 나노 트렌치의 미시적 거리를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 유연 기판을 구부린 형태를 나타낸 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치가 복수 개로 형성된 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 회로를 형성한 것을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 나노 트렌치 스위치에 대한 유연 기판 구부림에 따른 저항 변화를 나타낸 도표이다.
도 8은 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 구부림에 따른 나노 트렌치 상부 폭 및 하부 폭의 길이를 측정하여 나타낸 도표이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100) 및 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치(300)를 포함한다.
나노 트렌치(300)는 간격을 두고 떨어진 도랑 형태를 이루는 것으로서, 둘 이상의 섬(Island)(200) 및 유연 기판(100)을 이용하여 형성되는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 2를 참조하면, 섬(200)으로 형성되는 나노 트렌치(300)의 상부 폭을 D1으로, 높이를 H라고 표기할 수 있으며, 유연 기판(100)의 구부림에 따라서 나노 트렌치(300)의 상부 폭(D1)을 가변적으로 제어 가능한 것일 수 있다.
유연 기판(100)을 구부림에 따라 D1을 제어할 수 있으며, 유연 기판을 밀리미터 단위로 구부릴 때 D1을 나노미터 내지는 피코미터 단위로 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 유연 기판을 구부린 형태를 나타낸 정면도이다.
도 3을 참조하면, 나노 트렌치(300)의 상부 폭을 D1, 하부 폭을 D2라고 할 때, D1이 D2보다 상대적으로 큰 변화를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100)의 거시적인 움직임을 미시적인 나노 트렌치(300)의 상부 폭 변화로 전이시키는 점에서 지렛대 효과를 일으키는 것일 수 있다.
이 때, 유연 기판(100)의 변형 가능 정도가 크지 않아 내구성이 좋고 이에 따라 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1이 작아졌다가 커지는 것을 반복할 수 있다.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치(300)의 개폐를 100,000 회 이상 반복할 수 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1은 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판은, PET, PI 및 스테인리스 스틸 테이프로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 유연 기판은, 상기 기재된 물질에 한정되는 것은 아니고, 유연한 물질로서 기판에 적용될 수 있는 것이라면 어느 것이든지 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 섬(200)은 전도성 물질인 것으로서, 유연 기판(100)의 구부림에 따라 상부 폭 D1이 충분히 작아질 경우 섬(200) 간의 전류가 흐르는 것일 수 있다.
섬(200)은 Au인 것일 수 있으며, 상부 폭 D1이 충분히 작아질 경우 섬(200) 간의 전류가 흐르는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 상부 폭 D1보다 높이 H가 더 큰 것일 수 있으며, 구체적으로는, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1 대 높이 H는 1 : 1 내지 30,000 인 것일 수 있으며, 바람직하게는 1 : 5 내지 500 인 것일 수 있으며, 더 바람직하게는 1 : 5 내지 1: 200 인 것일 수 있다.
이 때 섬(200)의 크기와 나노 트렌치(300)의 상부 폭 및 높이는 무방한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 나노 트렌치의 상부 폭에 비해 높이가 상당히 높게 형성되는 것일 수 있으며, 얇은 슬릿 형태로서 상부 폭과 하부 폭의 길이 변화가 차이를 보이는 것일 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 섬(200)이 유연 기판(100)의 일 부분 상에 형성되는 것일 수 있으며, 섬(200)이 유연 기판(100)을 덮는 면적은 크게 무방한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것일 수 있다.
이 때 유연 기판의 구부릴 수 있는 최대 곡률은, 0.1 ㎜-1 이하인 것일 수 있으며, 바람직하게는, 0.04 ㎜-1 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 상기 나노 트렌치의 폭을 제어할 수 있는데, 상부 폭 및 하부 폭의 길이가 각각 다르게 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판을 구부림에 따른 상기 유연 기판의 곡률 대 상기 나노 트렌치의 상부 폭의 길이의 변화율은, 10,000 내지 10,000,000 : 1인 것일 수 있다.
즉, 상기 유연 기판의 곡률(Rc)과 나노 트렌치의 상부 폭(D1)의 길이는 아래의 수학식 1의 관계를 가지는 것일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020071408163-pat00001
유연 기판을 구부림에 따른 유연 기판의 곡률 대 나노 트렌치의 상부 폭의 길이의 변화율은, 바람직하게는, 900,000 내지 1,300,000 : 1인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다.
도 3을 참조하면, 유연 기판(100)을 오목하게 구부림으로써, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1 및 하부 폭 D2의 길이가 변하는 것일 수 있다.
유연 기판(100)에 가까운 쪽의 D2의 길이보다 먼 쪽의 D1이 더 크게 변하는데, 구체적으로, 상부 폭 D1의 길이의 변화율은 하부 폭 D2의 길이의 변화율에 비해 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다.
바람직하게는, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1의 변화율은, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치의 하부 폭 D2의 변화율의 1.5 배 내지 2.5배인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.
바람직하게는, 나노 트렌치(300)의 높이는, 10 ㎚ 내지 200 ㎚인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.
유연 기판(100) 상에 형성되는 나노 트렌치(300)는 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.
나노 트렌치(300)는 복수 개로 형성되는 것일 수 있는데, 이하 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치가 복수 개로 형성된 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 5를 참조하면, 섬(200)이 복수 개 형성됨으로써 나노 트렌치(300)가 복수 개 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고, 상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것일 수 있다.
상기 나노 트렌치의 간격은, 바람직하게는, 200 ㎚ 내지 200 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조 역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치는, 섬(200) 간의 좁혔을 때 발생하는 터널링 효과를 이용하여 전류가 흐르는 것일 수 있다.
일반적으로 터널링 효과를 이용하는 터널링 소자는 전압을 제어하는 방식으로 터널링 효과를 유도하는데, 본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는 전압 뿐만 아니라 거리를 조절하는 방식으로 터널링 효과를 유도할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 나노 트렌치 스위치의 제조방법은, 유연 기판을 준비하는 단계; 상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계; 금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및 상기 금속 산화물을 에칭하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치의 트랜치를 받치는 유연 기판 부분을 제거하여 프리스탠딩 나노트렌치 스위치를 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서는 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬 등 원자층 증착으로 가능한 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 물질 및 금속 산화물 스페이서를 증착하는 단계는, 상기 전도성 물질 및 상기 금속 산화물 스페이서를 교차로 형성되도록 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계는, KOH 또는 NaOH 수용액과 금속 산화물의 화학 반응을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 트렌치 하부의 유연 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 유연 기판을 제거하는 단계는 황산을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치인 것일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
125 ㎛ 두께의 PET 기판을 준비하였다. 상기 PET 기판 상에 150 nm 두께를 가진 금 박막을 표준 포토리소그래피를 통해 패터닝하였다. 알루미나 스페이서를 패터닝된 금 박막 상에 20 nm 두께로 원자층 증착한 후, 두 번째 금 박막 층을 증착하였다. 첫 번째 금 박막 상에 증착되는 두 번째 금 박막 층을 접착 테이프를 이용하여 떼어내어 제거하였다. 마지막으로1M KOH 수용을 이용하여 알루미나 스페이서를 에칭하여 폭이 20 ㎚인 금을 포함하는 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치를 제조하였다.
실험예 1
실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 대하여 유연 기판을 구부렸다가 원상태로 되돌아가는 과정을 반복하면서 나노 트렌치의 상단 폭의 길이를 변화시키고 이에 따른 저항을 측정하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 회로를 형성한 것을 나타낸 개략도이다.
도 6을 참조하면, 금으로 형성된 나노 트렌치의 각 섬(200)에 전극을 연결하여 저항을 측정하는 본 실험예의 세팅을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 나노 트렌치 스위치에 대한 유연 기판 구부림에 따른 저항 변화를 나타낸 도표이다.
도 7을 참조하면, 나노 트렌치 상부 폭이 좁아질수록 저항이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 회로가 닫혀있지 않음에도 나노 트렌치를 이루는 섬 간의 간격이 좁아짐에 따라 유도되는 터널링 효과에 의해 저항이 낮아지고 전류가 흐를 수 있는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2
실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 대하여 유연 기판을 구부림에 따라 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치의 상단 폭 및 하단 폭의 변화를 측정하였다.
도 8은 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 구부림에 따른 나노 트렌치 상부 폭 및 하부 폭의 길이를 측정하여 나타낸 도표이다.
도 8을 참조하면, 나노 트렌치 스위치의 상부 폭의 길이가 하부 폭의 길이에 비해 훨씬 빨리 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100: 유연 기판
200: 섬
300: 나노 트렌치

Claims (14)

  1. 나노 트렌치 스위치로서,
    유연 기판; 및
    상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이고,
    상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
    상기 나노 트렌치 스위치는, 상기 나노 트렌치의 상부 폭의 변화에 따라 터널링 효과에 따른 통전이 가능한 것이고,
    상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조 역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것이고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것이고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유연 기판은, PET, PI 및 스테인리스 스틸 테이프로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고,
    상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것인,
    나노 트렌치 스위치.
  11. 삭제
  12. 나노 트렌치 스위치의 제조방법으로서,
    유연 기판을 준비하는 단계;
    상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계;
    금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및
    상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계;를 포함하고,
    상기 나노 트렌치 스위치는,
    유연 기판 및
    상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치를 포함하고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이고,
    상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
    상기 나노 트렌치 스위치는, 상기 나노 트렌치의 상부 폭의 변화에 따라 터널링 효과에 따른 통전이 가능한 것이고,
    상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조 역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것이고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것이고,
    상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것인,
    나노 트렌치 스위치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 금속 산화물 스페이서는, 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
    나노 트렌치 스위치의 제조방법.
  14. 삭제
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