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Cu나노와이어의 초고주파 공진계측: 전자이동 초기의 연화현상

전문가 제언: ○ 21세기를 선도할 수 있는 나노기술의 확보를 위하여 한국을 포함한 미국, 일본, 중국, 유럽 등 세계 각국이 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 미국은 2020년까지 국가나노선도계획(NNI)을 발표하면서 2004년부터 매년 10% 증가한 10억 달러를 나노기술개발 예산을 편성하였다.

○ 중국과학원 산하의 물리학 연구소는 2001년 북경대학과 공동 연구를 실시하여 미세한 산화아연, 산화티타늄 와이어를 개발하였다. 나노와이어를 합성하고 있지만, 와이어 폭, 두께 등 3차원구조를 제조하거나 불순물과 같은 결함분석을 규명하는 품질결함 계측기술의 진전은 느리다. 최근, 나노와이어에 전류를 인가하여 전자이동시험을 실시하고 있다.

○ 일본에서는 최근, 구리와이어의 전자이동의 공진주파수 계측에 피코(10-15)초 레이저 초음파를 활용하였다. 수십㎓초고주파의 초음파로써 구리기판위에 제작한 나노와이어의 공진현상을 관측하였다. 탄성정수와 전자이동의 확산을 이용한 정밀측정기술로서, 전자이동 초기의 불순물결함과 공공에 의한 연화현상, 탄성정수의 상관관계를 규명하였다.

○ 나노와이어 개발은 1960년대 단결정 위스커를 발견하면서부터 연구개발된 것으로 생각된다. 2003년 Kuykendall은 Au으로 코팅된 사파이어 기판위에 GaN나노와이어를 제작했다. Stah는 10-7진공에서 가열하여 자기촉매에 의해 성장하는 과정을 실시간 관찰하였다. Piraux는 Co/Cu나노와이어, Dubios는 Ni80Fe20/Cu나노와이어, Dai, H는 NiFe/Cu나노와이어를 개발하였지만, 첨단나노와이어의 비파괴측정을 통한 기법에 관한 연구와 계측기술은 드문 실정이다.

○ 2011년도 충남대학교는 비파괴 자기음향공명 측정법을 이용한 비정질 나노와이어의 영률측정에 관한 연구결과를 한국자기학회에 발표하였다. 서울대 이병용 박사는 Nos?-Poincar? 분자동역학을 이용한 나노와이어의 역학적 거동 해석연구 결과를 2007년도 대한기계학회 추계학술대회에서 발표하였다. 국내에서도 향후, 초고주파 나노와이어 비파괴정밀계측 기술이 나노와이어의 품질향상과 함께 측정현장에 요구되고 있다.

저자: OGI Hirotsugu
자료유형: 학술정보