나노기술 및 정책 정보

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양자과학기술연구개발기구(QST) 양자빔과학부문간사이 광과학연구그룹이 공동 연구를 통해 X선 자유전자레이저 ‘SACLA’를 이용하여 초단펄스 연X선(Soft X-ray) 레이저 특유의 표면 처리 메커니즘을 규명함.

기존 사용되고 있는 적외선 영역(파장: 800~1000nm 정도)에 비해 파장이 짧은 극 자외선(EUV)~연X선 영역(파장: 10~200nm 정도)의 초단 펄스 레이저를 이용하면, 파장과 동등한 초정밀 가공이 가능하게 될 것으로 기대됨. 또한 펄스 폭이 수십~수백 펨토초(10-15 s)인 초단펄스 레이저를 이용함으로써 가공 영역 이외의 열적 영향을 억제한 비열 가공이 실현될 것으로 기대됨. 얻어진 실험 결과를 연X선 에너지의 흡수에 의한 원자와 전자의 거동을 조합하는 이론 모델 계산과 비교한 결과, 조사 레이저의 파장 및 조사 강도를 재료에 따라 적절히 선택함으로써 실리콘 외 다양한 재료에서 열적 영향을 억제한 초정밀 가공 실현 가능성을 확인함.

향후 다양한 재료를 이용한 초단펄스 연X선 레이저 가공 데이터를 축적·검증함으로써 고집적 회로 및 나노 구조를 갖는 기능성 재료의 양산화로 이어질 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Communications Physics 에 게재됨.