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근접장 광학현미경에 의한 반도체 양자구조의 이미지 분광

전문가 제언: ○ 공간을 통해 진행하지 않고 물체의 표면에 국소화 되어있는 빛을 근접장 빛(near-field optics)이라 하며, 빛을 물체 표본에 비추어 표본을 통과한 빛이 대물렌즈에 의해 확대된 실상을 맺고, 이 실상을 접안렌즈를 통해 재확대된 상을 관찰할 수 있도록 설계된 장치를 근접장 광학현미경(near-field optical microscope)이라 한다.

○ 이러한 현미경이 개발됨으로써 물질의 구성 원자에 대한 연구에서 나노미터 단위 크기까지 관측이 가능하게 되므로 미세 물리학적 실험이 가시적으로 이루어질 수 있게 되었다. 예로 실 공간에 있어 나노미터 분해능 이미지 분광기술 스펙트롤 영역의 측정으로 얻어지는 물리적 해석이 가능하게 되었다.

○ 근접장 이미지 분광기술은 끝이 예리하게 만들어진 광섬유에 알루미늄이나 금으로 차광막을 형성하고, 끝단에 파장보다 아주 작은 홀이 설치되는 프로브를 사용하여 발광된 발광 에너지의 분포를 2차원 화상화하는 이미지 분광기술로 개발됨으로써 반도체 물질에 대한 양자구조(quantum structure)의 이미지 분광이 가능하여 새로운 반도체 물질 개발에 크게 기여하게 되었다.

○ 최근에 반도체 메모리 속도와 용량의 증가는 하루가 다를 정도로 변하고 있다. 40나노의 32GB 발표 등 새로운 반도체 물질을 개발함으로써 가능한 일이다. 새로운 물질 창출은 물질을 구성하고 있는 구성원자의 구조(structure), 메커니즘(mechanism), 조성(component)에 대한 상세파악으로 이를 위해서는 물질 속을 자세히 들여다볼 수 있는 현미경이 필수다. 따라서 반도체 양자구조의 이미지 분광도 근접장 광학현미경의 개발로 가능하게 되어 앞으로 응용범위는 반도체 분야뿐만 아니라 의료 분야로도 확대될 것으로 기대가 된다.

저자: Toshiharu SAM
자료유형: 학술정보