KR102657515B1 - 비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법이 개시된다. 돔 형태를 가지는 비드에 캡핑된 캡핑 물질의 두께에 대응하는 나노 사이즈의 갭을 형성하는 과정이 진행된다. 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지는 나노 사이즈의 갭을 가지는 돔 구조물이 제작된다.
Description
본 발명은 비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법에 관한 것이다.
표면 플라즈몬 공명 현상(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 광이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상이다.
표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 특정 표시자 없이 생체 물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있어 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용되고 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 이와 같은 표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 단백질 간 특이결합(specific binding) 등과 같은 다양한 측정에 활용될 수 있다.
본 발명은 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭을 가지는 링 구조물, 링-디스크 구조물 또는 돔 구조물을 형성함으로써 측정 대상물의 농도를 측정하기 위한 센서에 활용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 돔 구조물의 제작 과정에서 사용되는 비드의 하단에 1차 금속이 배치되고, 상기 비드의 상단 및 상기 비드들 사이에 2차 금속이 배치되고, 상기 비드는 1차 금속의 폭에 대응하는 돔 형태를 나타내며, 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 돔 형태의 비드에 캡핑된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지며, 상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장할 수 있다.
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 돔 구조물의 제작 방법은 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계; 상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계; 상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계; 상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계; 상기 1차 금속의 폭만큼 비드를 리플로우하여 상기 비드를 돔 형태로 형성하는 단계; 상기 돔 형태의 비드에 캡핑 물질로 캡핑하는 단계; 상기 비드에 캡핑된 캡핑 물질 및 상기 비드에 캡핑된 캡핑 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 2차 금속을 증착하는 단계; 상기 비드에 열적 어닐링을 적용함으로써 상기 돔 형태의 비드의 폭을 1차 금속의 폭만큼 축소시키는 단계포함할 수 있다.
상기 2차 금속이 증착된 돔 형태의 비드의 하단에 배치된 1차 금속은, 상기 돔 형태의 비드들 사이에 증착된 2차 금속과 나노 사이즈의 갭만큼의 이격될 수 있다.
상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지며, 상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장할 수 있다.
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 돔 구조물이 적용된 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 돔 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고, 상기 돔 구조물은, 상기 돔 구조물의 제작 과정에서 사용되는 비드의 하단에 1차 금속이 배치되고, 상기 비드의 상단 및 상기 비드들 사이에 2차 금속이 배치되고, 상기 비드는 1차 금속의 폭에 대응하는 돔 형태를 나타내며, 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 돔 형태의 비드에 캡핑된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지며, 상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장할 수 있다.
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭을 가지는 링 구조물, 링-디스크 구조물 또는 돔 구조물을 형성함으로써 측정 대상물의 농도를 측정하기 위한 센서에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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 참조 부호를 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.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 빛이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때, 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명은 특정 표시자 없이 생체물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 장점 때문에 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용될 수 있다.
표면 플라즈몬 공명 센서는 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 센서이다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서의 표면에 흡착된 항체와 분석 대상물인 항원의 반응에 의한 출력 신호를 통해 단백질 간 특이결합(specific binding)과 같은 것을 측정하는데 활용될 수 있다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따르면, 광원에서 출력된 광이 디텍터로 조사될 때, 기판에 배치된 나노 사이즈의 갭이 형성된 구조물에 의해 산란되는 정도에 기초하여 분석 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 또는, 본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유에 입사된 광이 코어층 내부를 전반사하여 진행하다가, 광섬유의 단면에 배치된 나노 사이즈의 갭이 형성된 구조물에 의해 산란되는 정도에 기초하여 분석 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 이하에서는, 기판 또는 광섬유의 단면에 배치될 수 있는 나노 사이즈의 갭(나노갭)이 형성된 구조물에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 기판(substrate)의 표면에 나노갭 구조물이 배치된 경우가 도시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 나노갭 구조물은 나노 사이즈의 갭을 가지는 구조물로, 기판의 표면에 나노 사이즈의 갭(GAP)이 형성된 음각의 링 구조물(A), 링-디스크 구조물(B) 및 돔 구조물(C) 중 어느 하나가 형성될 수 있다.
음각의 링 구조물(A)은 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 음각의 링이 형성된 구조물을 의미한다. 링-디스크 구조물(B)은 디스크 형태의 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 링 형태의 2차 금속이 배치된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)은 2차 금속이 증착된 복수의 돔이 형성된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)에서 2차 금속이 증착된 돔은 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 이격되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기판의 표면에 수백 nm 정도의 2차원 나노 입자들을 마스크(mask)함으로써 기판의 표면에 넓게 나노 패턴이 형성될 수 있다. 일례로, 본 발명은 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나로 제작된 비드(bead)를 폐쇄 패킹(closed packing)함으로써 다양한 형태의 나노갭 구조물이 제작될 수 있다. 기판의 어느 한면에 배치된 광원으로부터 출력된 광이 기판의 다른 면에 배치된 디텍터로 조사되는 경우, 기판의 표면에 형성된 나노갭 구조물에 흡착된 측정 대상물에 의해 광이 산란되는 정도에 따라 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다.
음각의 링 구조물(A)은 나노구체 리소그래피의 배치(batch) 공정을 통해 저비용으로 대량 생산이 가능하다. 그리고, 나노 사이즈의 갭으로 인해서 핫 스팟 효과가 발생된다. 그리고, 주기적 배열에 의한 그레이팅(grating) 효과가 기대될 수 있다.
링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속이 링 구조를 형성하여 면적이 감소하기 때문에 배경신호가 감소하는 효과가 존재한다. 그리고, 링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속의 면적이 감소하기 때문에 신호 수집의 영역이 증가하는 효과가 존재한다.
돔 구조물(C)은 센싱 면적이 증가하여 광범위한 영역에서 전계가 향상된다. 링 구조물(A)과 링-디스크 구조물(B)은 국소 영역에서 전계가 집중되지만, 돔 구조물(C)은 링 구조물(A)이나 링-디스크 구조물(B)에 비해서 좀더 광범위한 영역에서 전계가 집중된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우가 도시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭(GAP)이 형성된 음각의 링 구조물(A), 링-디스크 구조물(B) 및 돔 구조물(C) 중 어느 하나가 형성될 수 있다.
음각의 링 구조물(A)은 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 음각의 링이 형성된 구조물을 의미한다. 링-디스크 구조물(B)은 디스크 형태의 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 링 형태의 2차 금속이 배치된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)은 2차 금속이 증착된 복수의 돔이 형성된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)에서 2차 금속이 증착된 돔은 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 이격되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유의 단면에 수백 nm 정도의 2차원 나노 입자들을 마스크(mask)함으로써 광섬유의 단면에 넓게 나노 패턴이 형성될 수 있다. 일례로, 본 발명은 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나로 제작된 비드(bead)를 폐쇄 패킹(closed packing)함으로써 다양한 형태의 나노갭 구조물이 제작될 수 있다. 광섬유에 입사된 광이 클래드층에 의해 전반사되어 코어층 내부에서 진행하면 광섬유의 단면에 형성된 나노갭 구조물에 흡착된 측정 대상물에 의해 광이 산란되는 정도에 따라 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 즉, 광섬유의 내부로 진입하는 입사광 및 나노갭 구조물에 의해 광섬유의 단면에서 산란된 반사광을 이용하여 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다.
음각의 링 구조물(A)은 나노구체 리소그래피의 배치(batch) 공정을 통해 저비용으로 대량 생산이 가능하다. 그리고, 나노 사이즈의 갭으로 인해서 핫 스팟 효과가 발생된다. 그리고, 주기적 배열에 의한 그레이팅(grating) 효과가 기대될 수 있다.
링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속이 링 구조를 형성하여 면적이 감소하기 때문에 배경신호가 감소하는 효과가 존재한다. 그리고, 링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속의 면적이 감소하기 때문에 신호 수집의 영역이 증가하는 효과가 존재한다.
돔 구조물(C)은 센싱 면적이 증가하여 광범위한 영역에서 전계가 향상된다. 링 구조물(A)과 링-디스크 구조물(B)은 국소 영역에서 전계가 집중되지만, 돔 구조물(C)은 링 구조물(A)이나 링-디스크 구조물(B)에 비해서 좀더 광범위한 영역에서 전계가 집중된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 비드들 사이의 갭만큼 1차 금속이 식각된 후에 추가로 1차 금속이 식각되는 언더컷이 적용될 수 있다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.
그러면, 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 식각된 1차 금속과 2차 금속 간에 나노 사이즈의 갭이 형성될 수 있다. 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 비드의 폭보다 얼마만큼 더 추가로 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 1차 금속이 더 많이 식각될수록 1차 금속의 폭이 비드의 폭보다는 더 많이 작아진다. 즉, 1차 금속이 더 많이 식각될수록 비드들 사이에 증착되는 2차 금속과 비드 하단에 배치된 1차 금속 사이에 형성되는 나노 사이즈의 갭이 증가한다.
단계 E에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면에 증착된다.
단계 F에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 음각의 링 구조물에서 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 링의 폭이 증가할 수 있다.
즉, 도 3의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 음각의 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 3에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 비드들 사이의 갭만큼 1차 금속이 식각된 후에 추가로 1차 금속이 식각되는 언더컷이 적용될 수 있다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.
그러면, 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 식각된 1차 금속과 2차 금속 간에 나노 사이즈의 갭이 형성될 수 있다. 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 비드의 폭보다 얼마만큼 더 추가로 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 1차 금속이 더 많이 식각될수록 1차 금속의 폭이 비드의 폭보다는 더 많이 작아진다. 즉, 1차 금속이 더 많이 식각될수록 비드들 사이에 증착되는 2차 금속과 비드 하단에 배치된 1차 금속 사이에 형성되는 나노 사이즈의 갭이 증가한다.
단계 E에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면에 증착된다.
단계 F에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드에 열을 가하여 비드를 녹임으로써 비드가 양쪽으로 흐르도록 하는 과정을 의미한다. 비드 리플로우를 통해 구 형태의 비드가 녹아서 1차 금속과 2차 금속의 사이가 채워진다. 비드 리플로우의 시간이 증가할수록 비드들 간의 갭이 감소할 수 있다. 2차 금속의 표면에 배치되는 비드들 간의 갭이 감소할수록 외부에 노출되는 2차 금속이 적어질 수 있다.
단계 G에서, 2차 금속이 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드 리플로우를 통해 감소된 비드들 사이의 갭 사이에 증착된 2차 금속이 식각된다. 이 경우, 비드 리플로우를 통해 감소된 비드들 사이의 갭만큼 2차 금속이 식각되어 2차 금속들 사이에 갭이 형성된다.
단계 H에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2의 B와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 링-디스크 구조물에서 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 4의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에서 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 단계 G에서 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.
도 4에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.
단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.
단계 F에서, 1차 금속에 대한 언더컷이 진행된다. 단계 D에서 1차 금속은 비드의 폭만큼 식각되나, 단계 F에서 1차 금속은 언더컷을 통해 추가로 식각됨으로써 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아진다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.
단계 G에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판의 표면에 증착된다.
단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭는 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 돔 구조물에서 2차 금속이 증착된 돔과 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 2차 금속이 증착된 돔과 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 5의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 5에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.
단계 E에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO2 혹은 Al2O3일 수 있다.
단계 F에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.
단계 G에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.
단계 H에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 1차 금속은 디스크 형태로 된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 6의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 6에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.
단계 E에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO2 혹은 Al2O3일 수 있다.
단계 F에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.
단계 G에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.
단계 H에서, 비드가 리플로우된다. 비드가 리플로우됨으로써 비드가 옆으로 퍼짐에 따라 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 간의 갭이 감소할 수 있다.
단계 I에서, 2차 금속은 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 2차 금속이 제거된다.
단계 J에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2에 도시된 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물(B)이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 임의 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 단계 I에서 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.
즉, 도 7의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 7에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드들 간의 갭만큼의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.
단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.
단계 F에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO2 혹은 Al2O3일 수 있다.
단계 G에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.
단계 H에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.
단계 I에서, 열적 어닐링과 임의 물질의 식각이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭은 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링과 임의 물질의 식각을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 임의 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 7의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 8에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.
단계 E에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 캡핑은 캡핑 물질이 비드를 둘러싸도록 처리하는 과정을 의미한다. 캡핑은 시드(seed)인 비드에만 선택적으로 캡핑 물질이 화학적으로 성장하는 것을 의미한다. 캡핑 물질은 비드 이외에 주변에는 코팅되거나 부착되지 않을 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.
단계 F에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.
단계 G에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라진다. 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다. 그러면, 비드에 부착된 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 9의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 음각의 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 9에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.
단계 E에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.
단계 F에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.
단계 G에서, 비드가 리플로우됨으로써 비드가 옆으로 퍼짐에 따라 캡핑 물질이 적용된 비드들 사이의 갭이 감소할 수 있다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.
단계 H에서, 2차 금속은 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 2차 금속이 제거된다.
단계 I에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 B와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라진다. 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 캡핑 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.
즉, 도 10의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 10에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드들 간의 갭만큼의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.
단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.
단계 F에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.
단계 G에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.
단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 사이즈는 1차 금속의 사이즈만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 축소된 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.
나노 사이즈의 갭은 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소함하고, 비드들 사이의 갭이 감소할수록 캡핑 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭도 감소한다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 11의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 11에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.
단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우로 인해서 비드가 옆으로 퍼져서 비드들 사이의 갭이 감소할 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소되는 정도가 증가한다.
단계 F에서, 2차 금속은 비드의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 비드 리플로우의 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.
단계 G에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다.
이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드 리플로우의 진행 시간에 따라 달라진다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이에 갭을 통해 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 12의 과정은 비드 리플로우의 진행 시간을 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 12에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.
단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.
단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.
단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다.
단계 E에서, 1차 비드 리플로우가 진행된다. 1차 비드 리플로우는 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭만큼 비드가 옆으로 흐르도록 진행된다. 1차 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.
단계 F에서, 2차 비드 리플로우가 진행된다. 2차 비드 리플로우는 1차 비드 리플로우가 종료된 이후에 연속적으로 진행되거나 또는 일정 시간이 경과한 후에 진행될 수 있다. 2차 비드 리플로우로 인해서, 1차 금속의 폭만큼 돔 형태로 구성된 비드가 보다 옆으로 퍼진다. 그러면, 2차 비드 리폴로우에 의해 비드들 사이의 갭이 1차 비드 리플로우일때보다 더 감소할 수 있다. 비드들 사이의 갭은 2차 리플로우의 진행 시간에 따라 달라질 수 있다. 2차 비드 리플로우로 인해서 도 5의 단계 F와 같이 언더컷이 진행된 결과와 유사한 결과가 도출된다.
단계 G에서, 2차 금속은 비드의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.
단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭은 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 1차 비드 리플로우 및 2차 비드 리플로우를 통해 형성된 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.
나노 사이즈의 갭은 2차 비드 리플로우의 진행 시간에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가하여 비드가 옆으로 더 퍼질수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 비드들 사이의 갭이 감소할수록 증착되는 2차 금속의 폭도 감소한다. 즉, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
즉, 도 13의 과정은 2차 비드 리플로우의 진행 시간을 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.
도 13에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
Claims (12)
- 돔 구조물에 있어서,
돔 구조물의 제작 과정에서 사용되는 비드의 하단에 1차 금속이 배치되고,
상기 비드의 상단 및 상기 비드들 사이에 2차 금속이 배치되고,
상기 비드는 1차 금속의 폭에 대응하는 돔 형태를 나타내며,
상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 돔 형태의 비드에 캡핑된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지고,
상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장하는, 돔 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지는,
돔 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 돔 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료인 돔 구조물.
- 돔 구조물의 제작 방법에 있어서,
기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계;
상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계;
상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계;
상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계;
상기 1차 금속의 폭만큼 비드를 리플로우하여 상기 비드를 돔 형태로 형성하는 단계;
상기 돔 형태의 비드에 캡핑 물질로 캡핑하는 단계;
상기 비드에 캡핑된 캡핑 물질 및 상기 비드에 캡핑된 캡핑 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 2차 금속을 증착하는 단계;
상기 비드에 열적 어닐링을 적용함으로써 상기 돔 형태의 비드의 폭을 1차 금속의 폭만큼 축소시키는 단계
를 포함하고,
상기 2차 금속이 증착된 돔 형태의 비드의 하단에 배치된 1차 금속은, 상기 돔 형태의 비드들 사이에 증착된 2차 금속과 나노 사이즈의 갭만큼의 이격되는 돔 구조물의 제작 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지며,
상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장하는 돔 구조물의 제작 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 돔 구조물의 제작 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료인 돔 구조물의 제작 방법.
- 돔 구조물이 적용된 센서에 있어서,
상기 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 돔 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고,
상기 돔 구조물은,
상기 돔 구조물의 제작 과정에서 사용되는 비드의 하단에 1차 금속이 배치되고,
상기 비드의 상단 및 상기 비드들 사이에 2차 금속이 배치되고,
상기 비드는 1차 금속의 폭에 대응하는 돔 형태를 나타내며,
상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 돔 형태의 비드에 캡핑된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지는 달라지고,
상기 캡핑 물질은 상기 비드의 표면에 화학적으로 반응하여 성장하는, 센서.
- 제9항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 상기 비드의 표면에 부착되는 캡핑 물질의 두께에 따라 달라지는,
센서.
- 제9항에 있어서,
상기 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 센서.
- 제9항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료인 센서.
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| KR1020220008075A KR102657515B1 (ko) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법 |
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| KR101340845B1 (ko) | 2011-01-13 | 2013-12-13 | 한국기계연구원 | 기능성 표면의 제조방법 |
| KR101381395B1 (ko) | 2011-04-06 | 2014-04-14 | 한국과학기술연구원 | 나노 구조체 배열의 제조방법 및 나노 구조체 배열을 포함하는 소자 |
| KR101878600B1 (ko) * | 2017-04-10 | 2018-07-13 | 광주과학기술원 | 광학 바이오센서를 위한 주기적 금속 나노 패턴의 제조 방법 |
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