액정 기반 나노패터닝 응용 연구 (Nano-patterning applications using liquid crystals)

액정의 승화 현상을 이용하여 기존의 광식각 공저으로 도달하지 못했던 다양한 패턴들을 형성시킬 수 있었습니다. 이는 액정이라는 저분자 물질만이 가질 수 있는 특성에 기인한 것으로, 고온에서 승화가 되면서 동시에 재조합이 일어나기에 가능한 일입니다. 본 연구실에서는 이러한 현상을 이용하여 수 nm의 두께를 갖는 sheet를 만들거나 불교에서의 전설적인 꽃인 우담바라를 닮은 독특한 형태의 1차원 적인 구조를 만들어 초발수 표면을 만들거나 field emission 응용에 사용하고자 합니다. 또한 이러한 현상이 패턴이 있는 기판 위에서도 conformal하게 일어난다는 점을 이용하여 FET와 같은 새로운 형태의 유기나노소자를 제조하는 노력을 기울이고 있습니다.

키랄 회오리 나노구조체 연구 (Chiral helical nanostructures in confined geometries)

기존의 광식각 공정 기반의 나노패터닝은 매우 비싸기 때문에 다양한 대체 패터닝 기법이 나오고 있는 상황에서 이러한 대체 패터닝 방법으로도 선(line & space) 혹은 구멍(hole) 패턴만 할 수 있다는 한계가 있습니다. 자기조립 고분자나 초분자를 이용하더라도 더 작게 혹은 더 싸게 나노패턴을 할 수는 있지만 본 연구실에서 수행하고 있는 키랄 회오리와 같은 나노패터닝을 할 수는 없는 것이 현실입니다. 본 연구실에서 유기합성-나노구조분석-한정된 공간에서의 조립법을 이용하여 수행한 결과로 회오리 패턴의 경우 5nm정도의 판상 구조가 기본이며 판상 구조가 모여 직경이 20nm~80nm정도로 조절될 수 있으며 반복 주기도 100nm~300nm로 조절 가능한 회오리 패턴을 형성함을 알 수 있었습니다. 본 회오리 모양의 나노패터닝 기법이 확립된다면 유기 나노 소자(OFET, OLED, Ogranic photovoltaic 등)뿐만이 아니라 촉매를 연구하는 분야에 있어서도 좋은 툴을 제공할 수 있을 것이라 기대됩니다.