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축소된 벌크 물질에서의 기계적 크기 효과

전문가 제언: ○ 반도체 공정 기술의 눈부신 발전에 힘입어 이 기술을 기계적인 구조물 제작에 응용하는 연구가 활발히 이루어져 왔다. 이 기술은 광학적 노광 기술을 이용하여 미세하고 작은 구조물을 형성하여서 이를 다양한 물리적인 양을 계측할 수 있는 센서로 활용하고 있다. 이런 다양한 목적을 위해서는 미세한 구조물을 잘 만드는 것이 중요하다. 그런 점에서 구조물이 아주 작은 크기를 가질 때 발생하는 물성들을 이해하는 것이 아주 중요하다.

○ 같은 형태의 구조물이라도 아주 작은 크기로 만들었을 때는 여러 문제점이 발생하게 된다. 그중 한 가지가 부피 대 표면적의 비가 아주 커짐으로 인해 생기는 문제인데 이 논문에서 다루는 변형 응력의 변화가 그 좋은 예이다.

○ 변형 응력은 미세 구조물 또는 박막의 두께가 작아질수록 현저하게 증가하게 된다. 따라서 미세 구조물이 뒤틀린다든지 휘는 현상이 발생하고 이로 인해 원하는 구조물을 만들기가 어려운 경우가 생길 수도 있다.

– 이러한 변형의 발생원인과 크기가 아주 작아질 경우 발생할 수 있는 기계적 특성을 알 수 있으나 아직 완전히 파악하고 있지는 못하고 있다. 그러나 앞으로 더 많은 연구가 이뤄진다면 미시적인 차원에서 발생하는 기계적인 특성을 잘 파악하여 다양한 물질의 활용과 응용에 많은 도움이 될 수 있으리라 사료된다.

○ 접합면과 표면은 물질 내부에 충분한 크기 효과를 줄 수 있고, 변형 메커니즘은 미세 구조물의 크기가 작아짐에 따라 점차 강하게 작용하며 이런 효과는 벌크 판상 물질의 저항 증가의 경우처럼 증가할 수도 있지만 축소된 물질 요소의 높은 내부 스트레스로 인해 나타나지 않을 수도 있다.

저자: Dehm, G; Motz, C; Scheu, C; Clemens, H; Mayrhofer, PH; Mitterer, C; AF Dehm, Gerhard; Motz, Christian; Scheu, Christina; Clemens, Helmut; Mayrhofer, Paul H.; Mitterer, Christian
자료유형: 학술정보

원문언어: 영어
기업산업분류: 재료