“나노 패턴 생산·연관 산업 활용” 지스트 김준헌 박사팀, 마이크로스피어 필름 품질관리 기술 개발 박은성 기자 pes@kjdaily.com

2015년 06월 15일(월) 20:22

“나노 패턴 생산 및 연관 산업에도 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.”

이 지역 대학 연구팀이 현미경을 개량해 나노 스케일의 규칙적인 패턴(이하 나노 패턴)을 만드는 틀로 사용될 수 있는 마이크로스피어(수백 나노미터-수 마이크로미터 크기의 균일한 구형의 콜로이드 입자) 이중막 필름의 구조를 손쉽게 파악할 수 있는 기술을 개발해 주목을 끌고 있다.

주인공은 지스트(광주과학기술원·GIST) 고등광기술연구소(APRI)의 김준헌(사진) 박사 연구팀.

16일 지스트에 따르면 이번 연구는 광학현미경의 한 종류인 암시야(dark-field) 현미경을 개량해 거둔 것으로, 고품질의 나노 패턴을 만들 때 필요한 마이크로스피어 필름의 품질 관리를 쉽고 저렴하게 할 수 있는 길이 열린 것으로 평가받고 있다.

바이오센서 등에 활용되는 나노 패턴을 넓은 면적으로 찍어내려면 섬세한 틀(template)이 필요하다. 작은 입자들이 모여 있는 마이크로스피어 필름은 입자들 사이에 규칙적인 틈이 생겨 이러한 틀로 활용될 수 있다.

마이크로스피어 필름은 입자들의 결정 방향이 일정해야 고품질이라고 할 수 있다. 기존에는 결정 방향을 확인하기 위해 현미경으로 각각의 마이크로스피어를 관찰해 위치를 확인하는 방법을 사용했다.

특히 좀 더 복잡한 나노 패턴 제작에 사용되는 이중막 형태의 마이크로스피어 필름은 두 개의 막에 있는 입자의 상대적 위치까지 파악해야하기 때문에 더 많은 노력과 시간이 소요됐다.

김 박사팀은 암시야 현미경의 집광기(현미경에서 광원으로부터 나온 빛을 모아 표본에 비춰주기 위한 장치)를 개량해 필름의 위·아래 막에 있는 입자 하나하나를 관찰하지 않고도 마이크로스피어의 상대적인 위치와 결정 방향에 따라 해당 영역 이미지의 명암이 극명히 달라지게 했다. 이로써 개별 입자가 아닌 영역별로 결정방향을 확인하는 데 성공했다.

이번 성과로 마이크로스피어 이중막 필름의 결정 구조를 확인하는 시간이 획기적으로 단축돼 고품질 나노패턴 제작을 위한 마이크로스피어 필름의 품질관리 공정의 효율성을 높일 수 있는 길을 열었다.

김 박사는 “복잡하거나 비싼 별도의 광학 장치의 추가 없이도 마이크로스피어 이중막 필름의 결정구조에 따른 이미지의 명암대비를 획기적으로 높일 수 있는 창의적 방법”이라면서 “간단한 현미경 개조로 마이크로스피어 필름 품질관리가 쉬워졌을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(일반연구자지원)과 지스트 고등광기술연구소 기관고유사업의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 과학전문지 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 최근 온라인 판에 게재됐다. /박은성 기자 pes@kjdaily.com