KR100526828B1 - 양자점 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 양자점 형성방법, 그를 이용하여 제조된 자성체막과 반도체막에 관한 것으로, 기판 상에 자성체막 또는 반도체막을 형성하는 단계와, 상기 막 중 적어도 일부 영역에 약 30mJ/㎠ 내지 약 300mJ/㎠의 에너지가 적용되도록, 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 양자점 형성방법을 제공한다.

본 발명의 양자점 형성방법에 따르면, 자성체막 또는 반도체막에 레이저를 조사함으로써 균일한 분포를 갖는 양자점을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 그 공정이 간소하고 재현성도 우수할 뿐만 아니라, 막 두께를 고려하여 레이저 출력 및 레이저 스캔횟수 등의 조사조건을 조정함으로써 양자점의 크기 및 배열상태를 용이하게 제어할 수 있다는 효과가 있다.

Description

양자점 형성방법{METHOD OF FORMING QUANTUM DOTS}

본 발명은 기판에 나노미터크기의 양자점(quantum dot)을 형성하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자성체막 또는 반도체막에 레이저를 조사함으로써 자성 또는 반도체 양자점을 형성하는 방법과 이를 이용하여 제조된 자성체막 또는 반도체막에 관한 것이다.

양자점은 수 나노미터의 크기를 가지며, 벌크(bulk) 상태와는 다른 우수한 광학적 특성, 자기적 특성 및 전기적 특성을 나타내며, 이러한 물성은 마이크로 전자공학 및 자성 기록장치 분야에 응용되어 소자의 크기를 소형화하면서도 고기능화할 수 있다고 알려져 있다.

최근에는, 양자점 레이저소자 및 고밀도 자기기록매체, 반도체 소자 등에 양자점을 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 강자성 양자점(ferromagnetic quantum dots: FMQD)은 1TB/in² 이상의 차세대 고밀도 자기 기록 매체을 실현하는 수단으로 각광을 받고 있다.

종래의 양자점 형성방법으로, 박막의 격자상수차이를 이용한 양자점 자발형성방법과, 포토 리소그래피을 이용한 선택성장방법 및, 화학적 처리방법이 있다.

자발형성 양자점은 격자불일치 물질계의 성장과정에서 발생되는 스트레인을 이용하여 형성된다. 대표적인 예로는, 스트란스키 크라스타노우(Stranski-Krastanow)방법이 있다. 이 방법은 10nm 정도 크기의 양자점을 격자상수가 다른 물질을 교대로 성장하여 그 격자상수의 차이로 인해 자발적으로 발생시키는 기술이다. 하지만, S-K 방법은 분자빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 장치 또는 펄스 레이저증착(Pulsed Laser Deposition) 장치과 같이 고가의 장비를 이용하므로, 산업상 적용을 어려우며, 현재로는 실험적 실시에만 제한되고 있다. 또한, 양자점 크기의 균일성과 배열상태를 제어하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

또한, 일반적인 포토 리소그래피와 선택성장을 이용하는 방법은, 포토리소그래피를 이용하여 양자점 위치를 패터닝한 후에 형성하는 방식을 이용한다. 이는 통상의 반도체 공정을 이용함으로써 공정이 간소하며, 정확한 배열이 가능하다는 장점에도 불구하고, 양자점 사이의 간격이 포토리소그래피 기술(현재 구현가능한 패턴 폭: 약 0.1㎛)에 의하여 결정되므로, 양자점의 밀도가 매우 낮으며. 소자 응용시에 원하는 성능을 확보하기 어렵다는 단점이 있다.

이와 달리, 콜로이드용액 등의 화학적 처리를 이용한 양자점형성방법이 있다. 일반적으로, 콜로이드 용액은 수십 나노미터(nm) ~ 마이크로미터(㎛) 크기의 입자들이 용매 안에서 응집되지 않고 균일하게 퍼진 상태로 존재하므로, 화학적 작용을 통해 비교적 균일하게 결함(defect)을 발생시켜 양자점을 형성시키는데 사용될 수 있다. 하지만, 이러한 화학적 처리방법은, 양자점에 위치한 콜로이드용액을 증발시키고, 발생된 불순물을 제거하기 위한 후처리 과정을 요구되어, 복잡한 공정을 초래하는 단점이 있다.

한편, 양자점 형성방법에서, 양자점을 형성할 때에 응용분야에 따라 원하는 특성을 얻기 위해서, 양자점의 크기 및 양자점의 간격(양자점 밀도) 등의 양자점 배열상태를 용이하게 제어하는 수단이 강하게 요구된다. 하지만, 종래의 양자점 형성방법에서는, 상술된 바와 같이 양자점의 배열상태를 조정하는데 어려움이 많다. 예를 들어, 균일한 형성에 장점을 갖는 포토리소그래피를 이용한 방법에서도, 양자점 형성을 위한 패턴을 조정해야 하는 공정상 번거로움이 있다.

따라서, 당 기술분야에서는, 여러 응용분야에 실용화될 수 있도록 공정이 간소하면서도, 재현성이 우수할 뿐만 아니라, 기판에 형성되는 양자점의 크기 및 그 간격을 용이하게 제어할 수 있는 양자점 형성방법이 요구되어 왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 레이저를 이용하여 보다 용이하게 자성체막 또는 반도체막에 양자점을 형성하는 한편, 나아가, 양자점의 크기와 그 간격이 정확히 제어할 수 있는 새로운 양자점 형성 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 방법에 따라 양자점이 형성된 반도체막 또는 자성체막을 제공하는데 있다.

본 발명은, 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판 상에 자성체막을 형성하는 단계와, 상기 자성체막 중 적어도 일부 영역에 약 30mJ/㎠ 내지 약 300mJ/㎠의 에너지가 적용되도록, 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 양자점 형성방법을 제공한다.

여기서, 상기 자성체막은 Co, Ni, Fe 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 자성체로 이루어질 수 있으며, 상기 자성체막은 약 5Å보다 크고 약 50Å이하의 두께인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 양자점이 형성될 자성체막의 탈자를 방지하기 위해서, 상기 레이저를 조사하는 동안에, 상기 자성체막에 자기장을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 레이저를 조사하는 단계는, 양자점을 형성할 영역에 소정의 속도로 레이저를 스캐닝하는 방식을 구현될 수 있다. 이 때에, 레이저 스캐닝 속도는 레이저 출력 등의 조건에 따라 다르게 정할 수 있으나, 바람직하게는 약 1㎛/s 내지 약 1000㎛/s 범위에 정할 수 있다.

본 발명에서, 양자점을 형성하기 위해 조사되는 레이저 출력은 약 0.08W ∼ 약 1W 범위로 조절하는 것이 바람직하며, 이러한 레이저로는 통상의 Nd:YAG 레이저를 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에 사용되는 레이저의 파장대역은 자외선파장대역으로서, 약 100㎚ ∼ 약 360㎚범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 자성 양자점 형성방법은, 레이저의 출력, 박막두께 및 조사횟수를 조절하여 양자점 크기와 분포, 즉 양자점 간격을 용이하게 제어할 수 있다.

나아가, 본 발명은 실리콘과 같은 반도체막에 양자점을 형성하는 방법도 제공한다. 상기 방법은 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계와, 상기 반도체막 중 적어도 일부 영역에 약 30mJ/㎠ 내지 약 300mJ/㎠의 에너지가 적용되도록, 레이저를 조사하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 양자점 형성방법에 따라 제조된 반도체막과 자성체막을 제공할 수 있다.

종래의 양자점 형성방법은 주로 기판과 양자점이 형성될 막 사이에 격자부정합에 기인한 스트레인 효과에 의존하여 왔으나, 본 발명은 양자점이 형성될 막에 레이저를 조사하여 순간적으로 용융될 때에 발생되는 스트레인 효과에 기반한다고 할 수 있다.

일반적인 레이저는, 수W이상의 고출력 에너지를 이용하여 조사되는 부분을 기화증발시킴으로써, 미세패턴을 형성하는 수단으로 이용되어 왔으며, 이러한 고출력 레이저로는 Nd:YAG 레이저, Er:YAG 레이저 및 엑시머 레이저 등이 있다. 하지만, 본 발명에서, 이러한 레이저는 피조사물을 기화증발되지 않는 출력범위에서 사용되며, 이로써 순간적으로 용융되었다가 재구성되는 과정에서 발생되는 스트레인 효과에 의해 양자점을 형성할 수 있다.

이러한 양자점 형성방법는, 자성체막과 반도체막 상에 양자점을 형성하는데 사용될 수 있으며, 이 때 레이저에 의해 자성체막 또는 반도체막에 적용되는 에너지 범위는 약 30mJ/㎠ 내지 약 300mJ/㎠ 정도이다. 레이저에 의해 적용되는 에너지가 약 30mJ/㎠보다 작은 경우에는, 자성체막 또는 반도체막이 용융되기에 충분하지 않으며, 약 300mJ/㎠보다 큰 경우에는, 조사된 영역이 식각되므로, 적절하지 않다.

본 발명에 사용되는 레이저로는 자성체막과 반도체막을 순간 용융시켜 스트레인을 유발하기 위해서, 약 100㎚ ∼ 380㎚의 자외선 파장대역를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태는, 자성 양자점의 형성방법, 즉 자성체막에 양자점을 형성하는 방법을 제공한다. 본 발명에 적용되는 자성체막은, Co, Ni, Fe 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 바람직하게는, 레이저가 조사되는 동안에 용이방향에 따라 자성체막에 소정의 자기장을 인가함으로써, 피조사영역에 열이 발생하더라도, 우수한 자성을 유지할 수 있다.

본 발명에서 레이저를 조사하는 단계는, 양자점이 형성될 영역 전체에 균일하게 레이저가 조사되도록, 스캐닝하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 통상적으로 사용되는 레이저 빔의 크기는 1㎜이하에 불과하므로, 조사될 영역 전체에 균일하게 레이저를 적용하기 위해서는 스캐닝방식을 사용한다.

이러한 레이저 스캔과정은, 레이저 빔을 갈버노미터(galvanometer) 시스템을 이용하여 용이하게 구현할 수 있다. 레이저에 의해 피조사영역에 미치는 영향은, 스캔 속도에 의존한다. 따라서, 양자점을 형성하기 위해서, 레이저의 스캔속도는 1㎛/s 내지 약 1000㎛/s 범위에 정하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 자성 양자점 형성방법은, 다양한 방식으로 양자점 직경과 밀도, 즉 양자점 간격을 용이하게 조정할 수 있다는 추가적인 잇점을 제공한다.

본 발명에서 양자점 배열상태를 조정할 수 있는 인자로는, 레이저의 출력과 상기 자성체막의 두께 및 레이저의 스캐닝횟수가 있을 수 있다.

즉, 본 발명에서는 레이저 출력의 증가에 따라서, 대체적으로 양자점의 직경과 그 간격이 증가되며, 반면에 양자점 밀도는 감소될 수 있다. 또한, 자성체막 또는 반도체막의 두께를 클수록, 양자점의 직경과 그 간격이 증가되며, 반면에 양자점 밀도는 감소될 수 있으며, 레이저의 조사횟수를 증가시킴에 따라, 양자점의 직경과 그 간격이 감소될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자성 양자점 형성방법에서는, 박막의 증착두께를 고려하여, 레이저 조사조건을 조절함으로써 양자점의 크기 및 배열상태를 용이하게 조절할 수 있다.

(실시예1)

본 실험에서는, 실리콘 기판 상에 약 10^-8torr의 압력조건에서 코발트(Co)를 스퍼터링 증착하면서, 그 과정에서 자화축의 용이방향에 따라 약 300 Oe의 자기장을 인가하여, 약 1㎚의 Co 자성체막을 4개 마련하였다.

이어, 상기 자성체막 각각을 레이저조사 챔버로 이동시켜, 양자점이 형성될 자성체막 영역에 레이저를 조사하되, 레이저 빔의 출력을 0.06W, 0.08W, 0.1W, 0.2W로 각각 달리하여 적용하였다.

본 실험에서 사용되는 레이저는 빔의 직경이 0.5㎜이고, 2W 출력이 가능한 355㎚파장대역의 Nd:YAG 레이저를 사용하였으며, 자성체막이 형성될 영역 전체에 균일하게 레이저가 적용되도록 갈버노미터(galvanometer) 시스템을 이용하여 1㎛/s의 스캐닝 속도로 레이저 조사하였다. 각 Co 자성체막에 대한 스캐닝횟수는 2회로 하였다.

도1a 내지 도1d는 레이저가 적용된 4개의 자성체막을 주사전자 현미경(Scannig Electron Microscope)으로 촬영한 사진이다. 도1b 내지 도1d에 도시된 자성체막, 즉 0.08W 이상의 레이저가 적용된 자성체막에서, 양자점이 형성된 것을 볼 수 있다.

상기 각 자성체막에 형성된 양자점의 특성을 조사하기 위해, 양자점 직경(㎚), 양자점 밀도(number/㎠) 및 간격(㎚)을 조사하였으며, 그 결과를 도2a 내지 2c에 도시하였다.

도2a 내지 도2c에 도시된 바와 같이, 0.06W로 레이저를 조사한 경우에는, 양자점이 형성되지 않았으나, 0.08W의 레이저을 조사한 경우에는, 직경이 약 8㎚인 양자점이 약 15㎚의 평균간격으로, 3.7 ×10¹¹/㎠ 의 평균밀도로 분포한 것으로 나타났다. 특히, 양자점의 간격은 11.3 내지 14.8㎚로 상당히 균일하게 분포되어 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 레이저출력을 0.1W와 0.2W로 증가시켰을 경우에는, 양자점의 평균직경은 각각 11.4㎚, 12.3㎚로 증가하였으며, 그 평균간격도 22㎚, 23㎚로 증가하면서, 그 양자점의 평균밀도는 각각 2.5 ×10¹¹/㎠와 2.2 ×10¹¹/㎠로 감소되는 것으로 나타났다.

(실시예2)

본 실험에서는, 실리콘 기판 상에 약 10^-8torr의 압력조건에서 코발트철(CoFe)합금을 스퍼터링 증착하면서, 그 과정에서 자화축의 용이방향에 따라 300 Oe의 자기장을 인가함으로써, 약 1㎚의 CoFe 자성체막을 4개 마련하였다.

이어, 상기 자성체막 각각을 레이저조사 챔버로 이동시켜, 상기 실시예1과 동일한 조건으로 양자점이 형성될 자성체막 영역에 레이저를 조사하되, 레이저 빔의 출력을 0.04W, 0.06W, 0.8W, 0.1W로 각각 달리하여 적용하였다.

그 결과로 얻어진 4개의 자성체막을 SEM으로 촬영하였다. 도3a 내지 도3d는 레이저가 적용된 4개의 자성체막을 SEM으로 촬영한 사진이다. 또한, 실시예1과 동일한 방식으로 양자점 직경(㎚), 양자점 밀도(number/㎠) 및 간격(㎚)을 조사하였으며, 그 결과를 도4a 내지 4c에 도시하였다.

도4a 내지 도4c에 도시된 바와 같이, 0.04W로 레이저를 조사한 경우에는, 양자점이 형성되지 않았으나, 0.06W의 레이저을 조사한 경우에는, 직경이 약 10.2㎚인 양자점이 약 18㎚의 평균간격으로, 약 3.9 ×10¹¹/㎠ 의 평균 밀도로 분포한 것으로 나타났다.

또한, 레이저출력을 0.08W와 0.1W로 증가시켰을 경우에는, 양자점의 평균직경은 각각 약 10.5㎚와 11.3㎚로 증가하였으며, 그 평균간격도 각각 약 20㎚와 약 24㎚로 증가하고, 그 양자점의 평균밀도는 각각 약 3.7 ×10¹¹/㎠와 약 3.3 ×10¹¹/㎠로 감소되는 것으로 나타났다.

(실시예3)

본 실험에서는, 실리콘 기판 상에 약 10^-8torr의 압력조건에서 코발트(Co)를 스퍼터링 증착하면서 증착과정에서 자화축의 용이방향에 따라 300 Oe의 자기장을 인가함으로써, 약 1㎚의 Co 자성체막을 마련하였다.

이어, 상기 자성체막을 레이저조사 챔버로 이동시켜, 양자점이 형성될 자성체막 영역에 레이저를 조사하였다. 본 실시예에서는 2W 출력이 가능한 355㎚파장대역의 Nd:YAG 레이저를 사용하였다. 상기 레이저 빔의 직경이 0.5㎜이므로, 자성체막이 형성될 영역 전체에 균일하게 레이저가 적용되도록 갈버노미터 시스템을 이용하여 스캔하는 방식을 사용하였다.

이 때에, 실시예1과 동일한 조건으로 스캐닝 속도는 약 1㎛/s로 하여 2회 조사하되, 레이저 빔의 출력은 0.1W로 하였다.

또한, Co 자성체막에 레이저로 조사되는 동안에, 자성체막 증착과정에서 적용되었던 자기장과 동일한 방향으로 자기장을 적용하였다. 이어, 양자점이 형성된 Co 자성체막 상에 약 10㎚의 Ta 캡층을 증착한 후에, 5K에서 초전도 양자 간섭장치(Superconducting Quantum Interference Device: SQUID)로 자성을 조사하였다.

도5는 본 실시예의 Co 자성체막의 자성을 측정한 결과이다.

도5의 그래프를 참조하면, 명확한 히스테리시스(hysteresis)곡선과 자화값을 통해 Co 자성체막이 강자성을 유지하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 레이저가 조사되더라도, 레이저 조사과정에서 일정한 자기장을 인가하는 경우에는, 우수한 강자성 양자점(Ferromagnetic Quantum Dot: FMQD)을 형성할 수 있었다.

(실시예4)

본 실시예에서는, 자성체막의 두께에 따른 양자점 배열상태에 대한 영향을 관찰하기 위해, 실리콘 기판 상에 실시예3과 동일한 조건으로 Co 자성체막을 형성하되, 5Å에서 40Å까지 범위에서 두께가 다른 7개 자성체막(5Å,10Å,15Å,20Å, 25Å,3 0Å및 40Å의 자성체막)을 마련하였다.

이어, 실시예3과 동일한 조건으로, 상기 자성체막을 레이저조사 챔버로 이동시킨 후, 양자점이 형성될 자성체막 영역에 레이저를 조사하였다.

이렇게 얻어진 각 7개 자성체막에 양자점이 형성되었는지 여부와 그 형성된 양자점의 배열상태, 즉 양자점의 직경, 간격 및 밀도를 조사하였다.

그 양자점의 직경, 간격 및 밀도의 측정결과를 각각 도6a 내지 6c의 그래프로 나타내었다.

도6a를 참조하면, Co자성체막의 두께가 5Å일 때에는, 그 자성체막이 충분히 성장되지 않아, 자성 양자점이 형성되지 않았으나, 두께가 5Å보다 큰 10Å 내지 40Å의 두께를 갖는 6개의 Co 자성체막에서는, 약 10㎚ 내지 약 100㎚의 직경을 갖는 양자점이 형성되었다.

또한, 도6b의 그래프에 도시된 바와 같이, 막의 두께가 약 10Å에서 약 40Å으로 증가할수록, 상기 6개의 자성체막에서 형성된 양자점의 평균간격은 약 10㎚ 내지 약 115㎚로 증가하며, 도6c에 도시된 바와 같이, 그 평균밀도도 상기 평균간격과 반비례하여, 약 2.4 ×10¹¹/㎠ 내지 약 0.075 ×10¹¹/㎠로 감소되는 것으로 나타났다.

(실시예5)

본 실험에서는, 레이저 스캐닝 횟수에 따른 양자점 배열상태에 대한 영향을 관찰하기 위해, 실리콘 기판 상에 실시예3과 동일한 조건으로 Co 자성체막을 형성하되, 약 1㎚의 두께인 Co 자성체막을 4개 마련하였다.

이어, 상기 자성체막을 레이저 조사 챔버로 이동시킨 후에, 실시예3과 동일한 조건(0.1W의 Nd:YAG 레이저)으로, 양자점이 형성될 자성체막 영역에 레이저를 조사하되, 각 자성체막에 대해 레이저 스캐닝 횟수를 1회부터 4회까지 달리 적용하였다.

이렇게 얻어진 4개 자성체막 각각에 형성된 양자점의 배열상태, 즉 양자점의 직경, 간격 및 밀도를 조사하였으며, 그 결과를 각각 도6a 내지 6c의 그래프로 나타내었다.

도7a를 참조하면, 상기 4개의 자성체막에서 형성된 양자점의 평균직경은 레이저 스캐닝횟수가 증가할수록 약 12㎚에서 약 8㎚로 대체적으로 감소하는 현상을 나타냈다.

또한, 도7b의 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 자성체막에서 형성된 양자점의 평균간격은 레이저 스캐닝횟수의 증가에 따라 약 28㎚에서 약 16㎚로 대체적으로 감소하였으며, 도7c에 도시된 바와 같이, 그 평균밀도도 상기 평균간격과 반비례하여 약 1.4 ×10¹¹/㎠ 내지 약 3.7 ×10¹¹/㎠로 증가하는 것으로 나타났다.

(실시예6)

본 실험에서는, 소정의 기판 상에 실리콘(Si)을 스퍼터링 증착하여, 약 1㎚두께의 비정질 실리콘막을 형성하였다.

이어, 상기 실리콘막 각각을 레이저조사 챔버로 이동시켜, 양자점이 형성되도록 약 0.1W의 출력으로 레이저를 조사하였다. 본 실시예에서는, 실시예1과 같이 레이저 빔의 직경이 0.5㎜이고, 2W 출력이 가능한 355㎚파장대역의 Nd:YAG 레이저를 사용하였다. 또한, 자성체막이 형성될 영역 전체에 균일하게 레이저가 적용되도록 갈버노미터 시스템을 이용하여 1㎛/s의 스캐닝 속도로 레이저 조사하였으며, 전체영역에 대해 2회 스캐닝을 실시하였다.

도8은 레이저가 적용된 실리콘막을 원자력 현미경(Atomic Force Microscope)으로 촬영한 사진이다. 도8의 AFM 사진에 나타난 바와 같이, 상기 실리콘막에는 약 40㎚ 내지 50㎚의 실리콘 양자점이 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 양자점 형성방법은 자성체막뿐만 아니라, 반도체물질로 이루어진 막에도 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자성체막 또는 반도체막에 레이저를 조사함으로써 균일한 분포를 갖는 양자점을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 그 공정이 간소하고 재현성도 우수할 뿐만 아니라, 막 두께를 고려하여 레이저 출력 및 레이저 스캔횟수 등의 조사조건을 조정함으로써 양자점의 크기 및 배열상태를 용이하게 제어할 수 있다는 효과가 있다.

도1a 내지 1d는 본 발명의 양자점 형성방법에 따라 제조된 Co 자성체막을 나타내는 SEM 사진이다.

도2a 내지 도2c는, Co 자성체막에 형성된 양자점의 배열상태와 레이저 빔의 출력의 관계를 나타내기 위한 그래프이다.

도3a 내지 3d는 본 발명의 양자점 형성방법에 따라 제조된 CoFe 자성체막을 나타내는 SEM 사진이다.

도4a 내지 도4c는, CoFe 자성체막에 형성된 양자점의 배열상태와 레이저 빔의 출력의 관계를 나타내기 위한 그래프이다.

도5는 본 발명의 양자점 형성방법에 따라 제조된 Co 자성체막의 외부자기장에 따라 자기화를 나타내는 그래프이다.

도6a 내지 도6c는, Co 자성체막에 형성되는 양자점의 배열상태와 그 자성체막의 두께의 관계를 나타내기 위한 그래프이다.

도7a 내지 7c는, Co 자성체막에 형성되는 양자점의 배열상태와 레이저의 스캐닝 횟수의 관계를 나타내기 위한 그래프이다.

도8는 본 발명의 양자점 형성방법에 따라 제조된 비정질 실리콘기판의 AFM 사진이다.

Claims (15)

1. 기판 상에 자성체막을 형성하는 단계; 및,

   상기 자성체막 중 적어도 일부 영역에 30mJ/㎠ 내지 300mJ/㎠의 에너지가 적용되도록 레이저를 조사함으로써 상기 자성체막에 양자점을 형성하는 단계를 포함하는 양자점 형성방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자성체막은 5Å보다 크고 50Å이하인 두께인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 자성체막은 Co, Ni, Fe 및 그 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 레이저를 조사하는 단계는, 상기 레이저가 조사되는 동안에, 상기 자성체막에 자기장을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 레이저는 100㎚ ∼ 380㎚의 자외선 파장대역의 레이저인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 레이저를 조사하는 단계는, 0.05W ∼ 0.2W 범위의 출력으로 Nd:YAG 레이저를 조사하는 단계인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 자성체막의 두께를 달리하여, 양자점의 크기와 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 양자점 형성방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 레이저의 출력을 조절하여 양자점의 크기와 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 양자점 형성방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 레이저를 조사하는 단계는, 양자점이 형성될 영역에 소정의 속도로 레이저를 스캐닝하여 조사하는 단계인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 레이저 스캐닝 속도는 1㎛/s 내지 1000㎛/s 범위인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 레이저를 조사하는 단계는, 적어도 2회이상으로 레이저 조사를 반복수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 반복되는 레이저의 조사횟수를 따라, 양자점의 크기와 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 양자점 형성방법.
13. 삭제
14. 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계; 및,

    상기 반도체막 중 적어도 일부 영역에 30mJ/㎠ 내지 300mJ/㎠의 에너지가 적용되도록 레이저를 조사함으로써 상기 반도체막에 양자점을 형성하는 단계를 포함하는 양자점 형성방법.
15. 삭제