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자기조직화 콜로이드 결정의 포토닉 응용과 전망

전문가 제언: ○ 입자의 크기, 모양, 조성 등이 균일한 단분산 콜로이드가 제조되면서 이를 이용한 기술이 발전되고 새로운 응용분야가 발견되고 있다. 특히 단분산 콜로이드는 장주기 질서를 갖는 결정형태로 쉽게 조립될 있어 규칙적인 격자를 이용한 여러 가지 기능성이 발견되고 있다.

○ 3차원 콜로이드 결정을 이용하여 제조하는 포토닉 밴드갭(PBG) 구조체는 광검지기, 광도파로, 광원, 광학회로 등의 제조를 가능하게 하기 때문에 기술적으로 중요하여 많은 관심을 가지고 연구를 하고 있다.

○ 콜로이드 결정은 그 자체가 연구대상이며 다른 나노 구조물 제작을 위한 주형으로 사용될 수 있다. 또한 다공체를 제조할 수 있어 이는 촉매, 흡착제, 센서 등 다양한 분야에 응용이 기대되고 있다.

○ 콜로이드 결정 제조방법에는 Controlled drying(CD법), CD Convection법, 침전법, Flow cell법 등 여러 가지가 있으며 새로운 제조방법 연구가 계속되고 있다. 이러한 방법은 리소그래피 기술로 제조된 구조에 비하여 결함밀도가 높은 것이 문제이다.

○ 콜로이드 결정을 산업적으로 이용하기 위하여 재료를 다양화하고 여러 가지 구조의 결정을 대량 생산할 수 있어야 한다. 현재는 실리카, 일부 고분자재료만이 구형입자를 제조할 수 있는데 이를 확대하는 연구도 필요하다.

○ 콜로이드 입자를 기반으로 하는 구조체에 대한 기술은 여러 기술이 연결되어 있으나 연구개발과 나노기술 진전으로 보아 새로운 기술이 탄생할 가능성이 높다. 향후에도 결함이 적은 콜로이드 결정 구조체의 생산 기술과 이를 신 기능소자로 응용하는 연구가 필요하다고 본다.

저자: Pierre Wiltzius, Satoshi Takeda
자료유형: 학술정보