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펨토초 레이저에 의한 재료의 표면기능성 부여가공

전문가 제언: ○ 펨토초 어브레이션에서 펨토초(Femto second)란 잘 알려진 바와 같이 10-15초의 극히 짧은 시간을 말하며, 어브레이션(ablation)은 표면의 스크래치를 제거하여 매끄럽게 가공한다는 의미를 가지고 있으며, 반도체 표면에 박막성형을 하는 어브레이션용 레이저발진기를 이용한 레이저 어브레이션 장치와, 레이저 어브레이션 법에 의한 YBa2Cu3O7-x 박막제조, 또 YBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7-x의 박막제조기술이 소개 되고 있다.

○ 펨토초 어브레이션은 나노초나 피코초 레이저에서는 볼 수 없는 낮은 어브레이션 율을 나타낼 뿐만 아니라 파장에 제한되지 않고 나노주기 구조물을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

○ 현재 이의 특징을 살린 표면구조 제어를 위한 새로운 기능성 부여 가공기술의 확립을 목표로 한 연구가 세계 각국에서 성행하고 있으며, 그의 한 예로 펨토초 레이저 어브레이션이 카본나노튜브 전극의 전자방출 특성(턴 온 전계, 고 전류밀도)의 향상에 효과를 주고 있음이 밝혀지고 있다.

○ 펨토초 레이저에 의한 나노어브레이션은 현재 그의 특징을 살린 새로운 분석기술, 제어기술, 제작기술이 확립되어가고 있으며, 응용 예로서 나노주기 구조물이 광통신용의 미세광학소자 제조와, 슬라이딩 면의 마찰저감이나 단백질응집과정의 해명, 질량분석의 고 분해능화에서 유용성이 주목되어 그의 효과가 나타나기 시작하고 있다.

○ 최근 연구가 활발히 전개되고 있는 펨토초 레이저에 의한 나노어브레이션 과정의 물리기구가 해명된다면, 재료의 조성, 구조, 사이즈의 제어로 재료가 갖는 전기전도성, 열전도성, 자성, 유전성(誘電性), 광물성, 초전도성 등의 기능성을 순차적으로 정리하여 신규재료를 기능적 제어에 의해 생성하는 새로운 고부가가치 재료가공분야가 열릴 수 있을 것으로 기대된다.

저자: Masaki HASHIDA, Seiji SHIMIZU, Shuji SAKABE
자료유형: 학술정보