KR102658804B1 - Nano gap strucutre and producion method using arbitrary material - Google Patents

Abstract

임의 물질을 이용한 나노갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법이 개시된다. 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께를 조절함으로써 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성되는 나노 사이즈의 갭을 조절할 수 있다. 임의 물질의 두께를 조절하는 과정을 통해 나노 사이즈의 갭을 가지는 링 구조물 또는 링-디스크 구조물이 제작된다.A nanogap structure and a method for manufacturing a nanogap structure using an arbitrary material are disclosed. By adjusting the thickness of the material coated on the side of the bead, the nano-sized gap formed between the primary metal and secondary metal can be adjusted. Through the process of controlling the thickness of an arbitrary material, a ring structure or ring-disk structure with a nano-sized gap is produced.

Description

임의 물질을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법 {NANO GAP STRUCUTRE AND PRODUCION METHOD USING ARBITRARY MATERIAL}Nanogap structure and method of manufacturing nanogap structure using arbitrary materials {NANO GAP STRUCUTRE AND PRODUCION METHOD USING ARBITRARY MATERIAL}

본 발명은 임의 물질을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanogap structure and a method of manufacturing the nanogap structure using arbitrary materials.

표면 플라즈몬 공명 현상(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 광이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상이다.Surface plasmon resonance is a phenomenon that occurs due to the collective vibration of free electrons when incident light reacts with a metal thin film such as gold or silver, nanoparticles, or nanostructures.

표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 특정 표시자 없이 생체 물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있어 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용되고 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 이와 같은 표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 단백질 간 특이결합(specific binding) 등과 같은 다양한 측정에 활용될 수 있다.Through the surface plasmon resonance phenomenon, reactions between biological materials can be measured in real time without a specific indicator, so it is applied to protein chip analysis and biosensors that can measure various bio reactions. Surface plasmon resonance sensors can be used for various measurements such as specific binding between proteins through the surface plasmon resonance phenomenon.

본 발명은 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭을 가지는 링 구조물, 링-디스크 구조물 또는 돔 구조물을 형성함으로써 측정 대상물의 농도를 측정하기 위한 센서에 활용할 수 있다.The present invention can be used in a sensor for measuring the concentration of a measurement object by forming a ring structure, ring-disk structure, or dome structure with a nano-sized gap on the surface of a substrate or the cross section of an optical fiber.

본 발명의 일실시예에 따른 링 구조물에서 상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 2차 금속이 배치되며, 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 링이 형성되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.In a ring structure according to an embodiment of the present invention, a disk-shaped primary metal is disposed at the center of the ring structure, a secondary metal is disposed at a position spaced apart from the primary metal by a nano-sized gap, and the nano A ring is formed with a width equal to the size of the gap, and the nano-size gap may vary depending on the thickness of any material coated on the bead during the manufacturing process of the ring structure.

상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물을 제작할 때 사용되는 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.The nano-sized gap may vary depending on the thickness of any material coated on the side of the bead used when manufacturing the ring structure.

상기 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.As the thickness of the arbitrary material increases, the nano-sized gap may increase.

상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이며, 상기 임의 물질은, 산화물일 수 있다.The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material, and the optional material may be an oxide.

본 발명의 일실시예에 따른 링-디스크 구조물에서 상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며, 상기 1차 금속과 2차 금속은 나노 사이즈의 갭만큼 이격되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.In the ring-disk structure according to an embodiment of the present invention, a disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring-disk structure, a ring-shaped secondary metal is disposed surrounding the primary metal, and the 1 The primary metal and the secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap, and the nano-sized gap may vary depending on the thickness of any material coated on the bead during the manufacturing process of the ring-disk structure.

상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물을 제작할 때 사용되는 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.The nano-sized gap may vary depending on the thickness of any material coated on the side of the bead used when manufacturing the ring-disk structure.

상기 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.As the thickness of the arbitrary material increases, the nano-sized gap may increase.

상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이며, 상기 임의 물질은, 산화물일 수 있다.The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material, and the optional material may be an oxide.

본 발명의 일실시예에 따른 링 구조물의 제작 방법은 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계; 상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계; 상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계; 상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계; 상기 비드의 표면 및 상기 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 임의 물질을 코팅하는 단계; 상기 임의 물질을 이방성 식각함으로써, 상기 비드의 측면에 임의 물질을 유지하는 단계; 상기 비드의 상단과 상기 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 2차 금속을 증착하는 단계; 상기 비드를 제거함으로써 1차 금속과 2차 금속 사이의 나노 사이즈의 갭이 형성된 링 구조물을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a ring structure according to an embodiment of the present invention includes depositing a primary metal on the surface of a substrate or the cross section of the core layer of an optical fiber; Closely packing beads on the surface of the deposited primary metal; etching beads placed through the closed packing; Etching the primary metal to the width of the bead; Coating an arbitrary material on the surface of the bead and the surface of the substrate where the primary metal is exposed by the gap between the beads or the cross section of the core layer of the optical fiber; maintaining the arbitrary material on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material; depositing a secondary metal on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber exposed by the gap between the top of the bead and any materials coated on the side of the bead; It may include extracting a ring structure in which a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal by removing the bead.

상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성될 수 있다.A disk-shaped primary metal may be placed in the center of the ring structure, and a ring as large as a nano-sized gap may be formed between the primary metal and the secondary metal.

상기 나노 사이즈의 갭은, 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.The nano-sized gap may vary depending on the thickness of any material coated on the side of the bead.

비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.As the thickness of any material coated on the side of the bead increases, the nano-sized gap may increase.

상기 임의 물질은 이방성 식각을 통해 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다.The arbitrary material coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber may be removed through anisotropic etching, and the arbitrary material coated on the top of the bead may be removed.

상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이고, 상기 임의 물질은 산화물일 수 있다.The primary metal and secondary metal have conductivity and may be different materials or the same material, and the optional material may be an oxide.

본 발명의 일실시예에 따른 링-디스크 구조물의 제작 방법은 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계; 상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계; 상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계; 상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계; 상기 비드의 표면 및 상기 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 임의 물질을 코팅하는 단계; 상기 임의 물질을 이방성 식각함으로써, 상기 비드의 측면에 임의 물질을 유지하는 단계; 상기 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면과 비드의 상단에 2차 금속을 증착하는 단계; 상기 비드에 대해 리플로우를 수행하는 단계; 상기 비드들 사이의 갭을 통해 증착된 2차 금속을 식각하는 단계; 상기 비드를 제거함으로써 1차 금속과 2차 금속 사이의 나노 사이즈의 갭이 형성된 링-디스크 구조물을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a ring-disk structure according to an embodiment of the present invention includes depositing a primary metal on the surface of a substrate or the cross section of the core layer of an optical fiber; Closely packing beads on the surface of the deposited primary metal; etching beads placed through the closed packing; Etching the primary metal to the width of the bead; Coating an arbitrary material on the surface of the bead and the surface of the substrate where the primary metal is exposed as much as the gap between the beads or the cross section of the core layer of the optical fiber; maintaining the arbitrary material on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material; depositing a secondary metal on the surface of the substrate or the cross section of the core layer of an optical fiber exposed as much as the gap between beads by etching the primary metal and on the top of the bead; performing reflow on the beads; etching the secondary metal deposited through the gap between the beads; It may include extracting a ring-disk structure in which a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal by removing the bead.

상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며, 상기 1차 금속과 2차 금속은 나노 사이즈의 갭만큼 이격될 수 있다.A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring-disk structure, a ring-shaped secondary metal is disposed surrounding the primary metal, and the primary metal and secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap. It can be.

상기 나노 사이즈의 갭은, 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.The nano-sized gap may vary depending on the thickness of any material coated on the side of the bead.

비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가할 수 있다.As the thickness of any material coated on the side of the bead increases, the nano-sized gap may increase.

상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이고, 상기 임의 물질은 산화물일 수 있다.The primary metal and secondary metal have conductivity and may be different materials or the same material, and the optional material may be an oxide.

본 발명의 일실시예에 따른 링 구조물이 적용된 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 링 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고, 상기 링 구조물은, 상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 2차 금속이 배치되며, 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 링이 형성되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.A sensor to which a ring structure is applied according to an embodiment of the present invention senses a measurement target through a ring structure located on the surface of a substrate or a cross section of an optical fiber, and the ring structure includes a disk-shaped primary metal in the center of the ring structure. is disposed, a secondary metal is disposed at a position spaced apart from the primary metal by a nano-sized gap, and a ring having a width equal to the nano-sized gap is formed, and the nano-sized gap is a portion of the ring structure. It may vary depending on the thickness of any material coated on the bead during the manufacturing process.

본 발명의 일실시예에 따른 링-디스크 구조물이 적용된 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 링-디스크 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고, 상기 링-디스크 구조물은, 상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며, 상기 1차 금속과 2차 금속은 나노 사이즈의 갭만큼 이격되고, 상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다.A sensor to which a ring-disk structure is applied according to an embodiment of the present invention senses a measurement object through a ring-disk structure located on the surface of a substrate or a cross-section of an optical fiber, and the ring-disk structure is A disk-shaped primary metal is placed in the center, a ring-shaped secondary metal is placed surrounding the primary metal, the primary metal and the secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap, and the nano-sized The gap may vary depending on the thickness of any material coated on the bead during the fabrication of the ring-disk structure.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭을 가지는 링 구조물, 링-디스크 구조물 또는 돔 구조물을 형성함으로써 측정 대상물의 농도를 측정하기 위한 센서에 활용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it can be used in a sensor for measuring the concentration of a measurement object by forming a ring structure, ring-disk structure, or dome structure with a nano-sized gap on the surface of the substrate or the cross section of the optical fiber. .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a case where a nanogap structure is disposed on a substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a case where a nanogap structure is disposed on the cross section of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using bead reflow according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using bead reflow according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these examples. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes therefor.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but these terms should be understood only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are merely used to describe specific examples and are not intended to limit the examples. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are omitted.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 빛이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때, 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명은 특정 표시자 없이 생체물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 장점 때문에 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용될 수 있다. Surface plasmon resonance refers to a phenomenon that occurs due to the collective vibration of free electrons when incident light reacts with a metal thin film such as gold or silver, nanoparticles, or nanostructures. Surface plasmon resonance has the advantage of being able to measure reactions between biological materials in real time without a specific indicator, so it can be applied to protein chip analysis and biosensors that can measure various bio reactions.

표면 플라즈몬 공명 센서는 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 센서이다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서의 표면에 흡착된 항체와 분석 대상물인 항원의 반응에 의한 출력 신호를 통해 단백질 간 특이결합(specific binding)과 같은 것을 측정하는데 활용될 수 있다.A surface plasmon resonance sensor is a sensor that uses the surface plasmon resonance phenomenon. Surface plasmon resonance sensors can be used to measure specific binding between proteins through an output signal resulting from the reaction between an antibody adsorbed on the surface of the sensor and an antigen, which is an analyte.

특히, 본 발명의 일실시예에 따르면, 광원에서 출력된 광이 디텍터로 조사될 때, 기판에 배치된 나노 사이즈의 갭이 형성된 구조물에 의해 산란되는 정도에 기초하여 분석 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 또는, 본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유에 입사된 광이 코어층 내부를 전반사하여 진행하다가, 광섬유의 단면에 배치된 나노 사이즈의 갭이 형성된 구조물에 의해 산란되는 정도에 기초하여 분석 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 이하에서는, 기판 또는 광섬유의 단면에 배치될 수 있는 나노 사이즈의 갭(나노갭)이 형성된 구조물에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.In particular, according to one embodiment of the present invention, when the light output from the light source is irradiated by the detector, the concentration of the analyte can be measured based on the degree to which it is scattered by the nano-sized gap structure disposed on the substrate. there is. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, the light incident on the optical fiber is totally reflected inside the core layer and is scattered by the nano-sized gap structure disposed on the cross section of the optical fiber. Concentration can be measured. Hereinafter, a structure with a nano-sized gap (nanogap) that can be placed on the cross section of a substrate or optical fiber will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a case where a nanogap structure is disposed on a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 기판(substrate)의 표면에 나노갭 구조물이 배치된 경우가 도시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 나노갭 구조물은 나노 사이즈의 갭을 가지는 구조물로, 기판의 표면에 나노 사이즈의 갭(GAP)이 형성된 음각의 링 구조물(A), 링-디스크 구조물(B) 및 돔 구조물(C) 중 어느 하나가 형성될 수 있다.Referring to Figure 1, a case where a nanogap structure is disposed on the surface of a substrate is shown. According to one embodiment of the present invention, the nanogap structure is a structure having a nano-sized gap, and includes a concave ring structure (A) and a ring-disk structure (B) in which a nano-sized gap (GAP) is formed on the surface of the substrate. and a dome structure (C) may be formed.

음각의 링 구조물(A)은 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 음각의 링이 형성된 구조물을 의미한다. 링-디스크 구조물(B)은 디스크 형태의 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 링 형태의 2차 금속이 배치된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)은 2차 금속이 증착된 복수의 돔이 형성된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)에서 2차 금속이 증착된 돔은 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 이격되어 있다.The engraved ring structure (A) refers to a structure in which an engraved ring is formed as large as a nano-sized gap between the primary metal and the secondary metal. The ring-disk structure (B) refers to a structure in which a ring-shaped secondary metal is placed at a position spaced apart by a nano-sized gap from a disk-shaped primary metal. The dome structure (C) refers to a structure in which a plurality of domes on which secondary metals are deposited are formed. In the dome structure (C), the domes on which the secondary metal is deposited are spaced apart by a nano-sized gap between the secondary metals deposited around the dome.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기판의 표면에 수백 nm 정도의 2차원 나노 입자들을 마스크(mask)함으로써 기판의 표면에 넓게 나노 패턴이 형성될 수 있다. 일례로, 본 발명은 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나로 제작된 비드(bead)를 폐쇄 패킹(closed packing)함으로써 다양한 형태의 나노갭 구조물이 제작될 수 있다. 기판의 어느 한면에 배치된 광원으로부터 출력된 광이 기판의 다른 면에 배치된 디텍터로 조사되는 경우, 기판의 표면에 형성된 나노갭 구조물에 흡착된 측정 대상물에 의해 광이 산란되는 정도에 따라 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a nanopattern can be widely formed on the surface of a substrate by masking two-dimensional nanoparticles of about several hundred nm in size on the surface of the substrate. For example, in the present invention, various types of nanogap structures can be manufactured by closed packing beads made of at least one of metal, oxide, and polymer. When the light output from a light source placed on one side of the substrate is irradiated by a detector placed on the other side of the substrate, the measurement object is measured according to the degree to which the light is scattered by the measurement object adsorbed on the nanogap structure formed on the surface of the substrate. The concentration can be measured.

음각의 링 구조물(A)은 나노구체 리소그래피의 배치(batch) 공정을 통해 저비용으로 대량 생산이 가능하다. 그리고, 나노 사이즈의 갭으로 인해서 핫 스팟 효과가 발생된다. 그리고, 주기적 배열에 의한 그레이팅(grating) 효과가 기대될 수 있다.The engraved ring structure (A) can be mass-produced at low cost through the batch process of nanosphere lithography. And, a hot spot effect occurs due to the nano-sized gap. Also, a grating effect due to periodic arrangement can be expected.

링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속이 링 구조를 형성하여 면적이 감소하기 때문에 배경신호가 감소하는 효과가 존재한다. 그리고, 링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속의 면적이 감소하기 때문에 신호 수집의 영역이 증가하는 효과가 존재한다.The ring-disk structure (B) has the effect of reducing the background signal because the secondary metal forms a ring structure and the area is reduced compared to the engraved ring structure. In addition, the ring-disk structure (B) has the effect of increasing the signal collection area because the area of the secondary metal is reduced compared to the engraved ring structure.

돔 구조물(C)은 센싱 면적이 증가하여 광범위한 영역에서 전계가 향상된다. 링 구조물(A)과 링-디스크 구조물(B)은 국소 영역에서 전계가 집중되지만, 돔 구조물(C)은 링 구조물(A)이나 링-디스크 구조물(B)에 비해서 좀더 광범위한 영역에서 전계가 집중된다.The dome structure (C) increases the sensing area and improves the electric field over a wide area. The electric field is concentrated in a local area in the ring structure (A) and the ring-disk structure (B), but the electric field in the dome structure (C) is concentrated in a wider area than the ring structure (A) or ring-disk structure (B). do.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우를 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a case where a nanogap structure is disposed on the cross section of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 광섬유의 단면에 나노갭 구조물이 배치된 경우가 도시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유의 단면에 나노 사이즈의 갭(GAP)이 형성된 음각의 링 구조물(A), 링-디스크 구조물(B) 및 돔 구조물(C) 중 어느 하나가 형성될 수 있다.Referring to Figure 2, a case where a nanogap structure is placed on the cross section of an optical fiber is shown. According to one embodiment of the present invention, any one of an engraved ring structure (A), a ring-disk structure (B), and a dome structure (C) in which a nano-sized gap (GAP) is formed on the cross section of the optical fiber can be formed. there is.

음각의 링 구조물(A)은 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 음각의 링이 형성된 구조물을 의미한다. 링-디스크 구조물(B)은 디스크 형태의 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 링 형태의 2차 금속이 배치된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)은 2차 금속이 증착된 복수의 돔이 형성된 구조물을 의미한다. 돔 구조물(C)에서 2차 금속이 증착된 돔은 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼 이격되어 있다.The engraved ring structure (A) refers to a structure in which an engraved ring is formed as large as a nano-sized gap between the primary metal and the secondary metal. The ring-disk structure (B) refers to a structure in which a ring-shaped secondary metal is placed at a position spaced apart by a nano-sized gap from a disk-shaped primary metal. The dome structure (C) refers to a structure in which a plurality of domes on which secondary metals are deposited are formed. In the dome structure (C), the domes on which the secondary metal is deposited are spaced apart by a nano-sized gap between the secondary metals deposited around the dome.

본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유의 단면에 수백 nm 정도의 2차원 나노 입자들을 마스크(mask)함으로써 광섬유의 단면에 넓게 나노 패턴이 형성될 수 있다. 일례로, 본 발명은 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나로 제작된 비드(bead)를 폐쇄 패킹(closed packing)함으로써 다양한 형태의 나노갭 구조물이 제작될 수 있다. 광섬유에 입사된 광이 클래드층에 의해 전반사되어 코어층 내부에서 진행하면 광섬유의 단면에 형성된 나노갭 구조물에 흡착된 측정 대상물에 의해 광이 산란되는 정도에 따라 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다. 즉, 광섬유의 내부로 진입하는 입사광 및 나노갭 구조물에 의해 광섬유의 단면에서 산란된 반사광을 이용하여 측정 대상물의 농도가 측정될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a nano-pattern can be formed widely on the cross-section of an optical fiber by masking two-dimensional nanoparticles of about several hundred nm in size on the cross-section of the optical fiber. For example, in the present invention, various types of nanogap structures can be manufactured by closed packing beads made of at least one of metal, oxide, and polymer. When the light incident on the optical fiber is totally reflected by the clad layer and proceeds inside the core layer, the concentration of the measurement object can be measured according to the degree to which the light is scattered by the measurement object adsorbed on the nanogap structure formed on the cross section of the optical fiber. That is, the concentration of the measurement object can be measured using incident light entering the interior of the optical fiber and reflected light scattered from the cross section of the optical fiber by the nanogap structure.

음각의 링 구조물(A)은 나노구체 리소그래피의 배치(batch) 공정을 통해 저비용으로 대량 생산이 가능하다. 그리고, 나노 사이즈의 갭으로 인해서 핫 스팟 효과가 발생된다. 그리고, 주기적 배열에 의한 그레이팅(grating) 효과가 기대될 수 있다.The engraved ring structure (A) can be mass-produced at low cost through the batch process of nanosphere lithography. And, a hot spot effect occurs due to the nano-sized gap. Also, a grating effect due to periodic arrangement can be expected.

링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속이 링 구조를 형성하여 면적이 감소하기 때문에 배경신호가 감소하는 효과가 존재한다. 그리고, 링-디스크 구조물(B)은 음각의 링 구조물에 비해 2차 금속의 면적이 감소하기 때문에 신호 수집의 영역이 증가하는 효과가 존재한다.The ring-disk structure (B) has the effect of reducing the background signal because the secondary metal forms a ring structure and the area is reduced compared to the engraved ring structure. In addition, the ring-disk structure (B) has the effect of increasing the signal collection area because the area of the secondary metal is reduced compared to the engraved ring structure.

돔 구조물(C)은 센싱 면적이 증가하여 광범위한 영역에서 전계가 향상된다. 링 구조물(A)과 링-디스크 구조물(B)은 국소 영역에서 전계가 집중되지만, 돔 구조물(C)은 링 구조물(A)이나 링-디스크 구조물(B)에 비해서 좀더 광범위한 영역에서 전계가 집중된다.The dome structure (C) increases the sensing area and improves the electric field over a wide area. The electric field is concentrated in a local area in the ring structure (A) and the ring-disk structure (B), but the electric field in the dome structure (C) is concentrated in a wider area than the ring structure (A) or ring-disk structure (B). do.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 비드들 사이의 갭만큼 1차 금속이 식각된 후에 추가로 1차 금속이 식각되는 언더컷이 적용될 수 있다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.In step D, the primary metal is etched. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk. According to one embodiment of the present invention, an undercut in which the primary metal is additionally etched after the primary metal is etched equal to the gap between the beads can be applied. In other words, undercut refers to the process of excessively etching the primary metal. Then, as the undercut progresses, the gap between the primary metals disposed at the bottom of the bead may become larger than the gap between the beads. Then, due to the undercut, the width of the primary metal disposed at the bottom of the bead may be smaller than the width of the bead. In other words, the diameter of the disk-shaped primary metal, which has a diameter equal to the width of the bead, may decrease due to undercut.

그러면, 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 식각된 1차 금속과 2차 금속 간에 나노 사이즈의 갭이 형성될 수 있다. 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 비드의 폭보다 얼마만큼 더 추가로 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 1차 금속이 더 많이 식각될수록 1차 금속의 폭이 비드의 폭보다는 더 많이 작아진다. 즉, 1차 금속이 더 많이 식각될수록 비드들 사이에 증착되는 2차 금속과 비드 하단에 배치된 1차 금속 사이에 형성되는 나노 사이즈의 갭이 증가한다.Then, a nano-sized gap can be formed between the etched primary metal and the secondary metal by applying an undercut to the primary metal disposed at the bottom of the bead. The nano-sized gap can vary depending on how much more primary metal is etched than the width of the bead through undercut. For example, as more of the primary metal is etched through the undercut, the width of the primary metal becomes smaller than the width of the bead. In other words, as more of the primary metal is etched, the nano-sized gap formed between the secondary metal deposited between the beads and the primary metal disposed at the bottom of the bead increases.

단계 E에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면에 증착된다.In Step E, a secondary metal is deposited on the surface of the substrate or core layer of the optical fiber to the top of the beads and the gap between the beads.

단계 F에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성된다.In step F, the beads are removed. A concave ring structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as A in FIGS. 1 and 2, is formed. At this time, a ring equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 음각의 링 구조물에서 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 링의 폭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap can be adjusted by applying an undercut to the primary metal placed at the bottom of the bead. In other words, the nano-sized gap can vary depending on how much the primary metal is excessively etched through undercut. For example, after the primary metal placed at the bottom of the bead through undercut is etched to the width of the bead, as the degree to which it is further etched increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and secondary metal in the engraved ring structure increases. This may increase. In other words, if the primary metal is more excessively etched through undercut, the width of the ring formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 3의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 음각의 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 3, the nano-sized gap formed in the engraved ring structure A shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by controlling the degree of undercut. As the degree to which the primary metal placed at the bottom of the bead is etched through the undercut increases, the nano-sized gap may increase.

도 3에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 3, the primary metal and secondary metal may be different materials or the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 비드들 사이의 갭만큼 1차 금속이 식각된 후에 추가로 1차 금속이 식각되는 언더컷이 적용될 수 있다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.In step D, the primary metal is etched. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk. According to one embodiment of the present invention, an undercut in which the primary metal is additionally etched after the primary metal is etched equal to the gap between the beads can be applied. In other words, undercut refers to the process of excessively etching the primary metal. Then, as the undercut progresses, the gap between the primary metals disposed at the bottom of the bead may become larger than the gap between the beads. Then, due to the undercut, the width of the primary metal disposed at the bottom of the bead may be smaller than the width of the bead. In other words, the diameter of the disk-shaped primary metal, which has a diameter equal to the width of the bead, may decrease due to undercut.

그러면, 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 식각된 1차 금속과 2차 금속 간에 나노 사이즈의 갭이 형성될 수 있다. 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 비드의 폭보다 얼마만큼 더 추가로 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 1차 금속이 더 많이 식각될수록 1차 금속의 폭이 비드의 폭보다는 더 많이 작아진다. 즉, 1차 금속이 더 많이 식각될수록 비드들 사이에 증착되는 2차 금속과 비드 하단에 배치된 1차 금속 사이에 형성되는 나노 사이즈의 갭이 증가한다.Then, a nano-sized gap can be formed between the etched primary metal and the secondary metal by applying an undercut to the primary metal disposed at the bottom of the bead. The nano-sized gap can vary depending on how much more primary metal is etched than the width of the bead through undercut. For example, as more of the primary metal is etched through the undercut, the width of the primary metal becomes smaller than the width of the bead. In other words, as more of the primary metal is etched, the nano-sized gap formed between the secondary metal deposited between the beads and the primary metal disposed at the bottom of the bead increases.

단계 E에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면에 증착된다.In Step E, a secondary metal is deposited on the surface of the substrate or core layer of the optical fiber to the top of the beads and the gap between the beads.

단계 F에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드에 열을 가하여 비드를 녹임으로써 비드가 양쪽으로 흐르도록 하는 과정을 의미한다. 비드 리플로우를 통해 구 형태의 비드가 녹아서 1차 금속과 2차 금속의 사이가 채워진다. 비드 리플로우의 시간이 증가할수록 비드들 간의 갭이 감소할 수 있다. 2차 금속의 표면에 배치되는 비드들 간의 갭이 감소할수록 외부에 노출되는 2차 금속이 적어질 수 있다. In step F, bead reflow occurs. Bead reflow refers to the process of applying heat to the beads to melt them, allowing the beads to flow in both directions. Through bead reflow, the spherical bead melts and fills the space between the primary and secondary metals. As the bead reflow time increases, the gap between beads may decrease. As the gap between beads disposed on the surface of the secondary metal decreases, less secondary metal may be exposed to the outside.

단계 G에서, 2차 금속이 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드 리플로우를 통해 감소된 비드들 사이의 갭 사이에 증착된 2차 금속이 식각된다. 이 경우, 비드 리플로우를 통해 감소된 비드들 사이의 갭만큼 2차 금속이 식각되어 2차 금속들 사이에 갭이 형성된다.In step G, the secondary metal is etched. Then, the secondary metal deposited on top of the beads and the secondary metal deposited between the gaps between the beads reduced through bead reflow are etched. In this case, the secondary metal is etched by the gap between the beads reduced through bead reflow, thereby forming a gap between the secondary metals.

단계 H에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2의 B와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.In step H, the beads are removed. A ring-disk structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as B in FIGS. 1 and 2, is formed. When the bead is removed, a disk-shaped primary metal is placed in the center, and a ring-shaped secondary metal is placed around the primary metal to form a ring-disk structure. At this time, the ring-shaped secondary metal is placed at a position spaced apart from the disk-shaped primary metal by a nano-sized gap.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 링-디스크 구조물에서 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap can be adjusted by applying an undercut to the primary metal placed at the bottom of the bead. In other words, the nano-sized gap can vary depending on how much the primary metal is excessively etched through undercut. For example, after the primary metal placed at the bottom of the bead is etched by the width of the bead through an undercut, the degree to which it is further etched increases, the nano-sized metal formed between the primary metal and the secondary metal in the ring-disk structure. The gap may increase. In other words, if the primary metal is etched more excessively through undercut, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 4의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에서 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 4, the nano-sized gap in the ring-disk structure (B) shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by controlling the degree of undercut. As the degree to which the primary metal placed at the bottom of the bead is etched through the undercut increases, the nano-sized gap may increase.

그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 단계 G에서 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.Additionally, the width of the ring-shaped secondary metal in the ring-disk structure may vary depending on the degree to which the beads flow through bead reflow. As the bead reflow time increases, more beads flow and the gap between beads decreases. That is, as the bead reflow progress time increases, the degree to which the secondary metal disposed in the gap between beads is etched decreases. Then, in step G, the secondary metal is etched by the gap between the beads, so as the bead reflow time increases, the width of the ring formed by the secondary metal increases, and the gap between the rings formed by the secondary metal decreases. do. Conversely, as the bead reflow progress time decreases, the width of the ring formed from the secondary metal decreases, and the gap between the rings formed from the secondary metal increases.

도 4에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 4, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using an undercut according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, it takes on the width of the bead. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed to expose the surface of the core layer of the substrate or optical fiber.

단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.In step E, bead reflow occurs. Bead reflow proceeds as much as the width of the primary metal located at the bottom of the bead. Bead reflow allows the bead to become dome-shaped.

단계 F에서, 1차 금속에 대한 언더컷이 진행된다. 단계 D에서 1차 금속은 비드의 폭만큼 식각되나, 단계 F에서 1차 금속은 언더컷을 통해 추가로 식각됨으로써 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아진다. 즉, 언더컷은 1차 금속을 과도하게 식각하는 과정을 의미한다. 그러면, 언더컷이 진행되면서, 비드의 하단에 배치된 1차 금속들 간의 갭이 비드들 사이에 갭보다 더 커질 수 있다. 그러면, 언더컷으로 인해서 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭은 비드의 폭보다 작아질 수 있다. 즉, 비드의 폭만큼의 지름을 가지는 디스크 형태의 1차 금속이 언더컷으로 인해서 지름이 감소할 수 있다.In step F, undercutting to the primary metal takes place. In step D, the primary metal is etched to the width of the bead, but in step F, the primary metal is further etched through an undercut, so that the width of the primary metal disposed at the bottom of the bead is smaller than the width of the bead. In other words, undercut refers to the process of excessively etching the primary metal. Then, as the undercut progresses, the gap between the primary metals disposed at the bottom of the bead may become larger than the gap between the beads. Then, due to the undercut, the width of the primary metal disposed at the bottom of the bead may be smaller than the width of the bead. In other words, the diameter of the disk-shaped primary metal, which has a diameter equal to the width of the bead, may decrease due to undercut.

단계 G에서, 2차 금속이 비드의 상단과 비드들 사이의 갭만큼 기판의 표면에 증착된다.In Step G, a secondary metal is deposited on the surface of the substrate to the top of the beads and the gap between the beads.

단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭는 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.In step H, thermal annealing takes place. Thermal annealing refers to the process of applying heat to a bead and then cooling it. Due to thermal annealing, the width of the bead is reduced by the width of the primary metal. Then, a nano-sized gap is formed between the primary metal and secondary metal placed at the bottom of the bead through thermal annealing. Additionally, the height and width of the dome can be changed through thermal annealing. A secondary metal is deposited on the surface of the dome.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드의 하단에 배치된 1차 금속에 언더컷을 적용함으로써 조절될 수 있다. 즉, 나노 사이즈의 갭은 언더컷을 통해 1차 금속을 얼마만큼 과도하게 식각하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 언더컷을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속이 비드의 폭만큼 식각된 이후에 추가로 식각되는 정도가 증가할수록 돔 구조물에서 2차 금속이 증착된 돔과 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. 다시 말해서, 언더컷을 통해 1차 금속이 보다 더 과도하게 식각되는 경우, 2차 금속이 증착된 돔과 돔 주변에 증착된 2차 금속 사이 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap can be adjusted by applying an undercut to the primary metal placed at the bottom of the bead. In other words, the nano-sized gap can vary depending on how much the primary metal is excessively etched through undercut. For example, after the primary metal disposed at the bottom of the bead through an undercut is etched to the width of the bead, as the degree to which it is further etched increases, the dome on which the secondary metal is deposited in the dome structure and the secondary metal deposited around the dome decrease. Nano-sized gaps formed between metals may increase. In other words, if the primary metal is more excessively etched through undercut, the gap between the dome on which the secondary metal is deposited and the secondary metal deposited around the dome may increase.

즉, 도 5의 과정은 언더컷의 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 언더컷을 통해 비드 하단에 배치된 1차 금속이 식각되는 정도가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 5, the nano-sized gap formed in the dome structure C shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by controlling the degree of undercut. As the degree to which the primary metal placed at the bottom of the bead is etched through the undercut increases, the nano-sized gap may increase.

도 5에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 5, the primary metal and secondary metal may be different materials or the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk.

단계 E에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO₂ 혹은 Al₂O₃일 수 있다.In step E, an optional material is coated on the surface of the bead, and the primary metal can be coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber, exposed by etching. Any material may be composed of primary and secondary metals and other materials. Any material may be an oxide, for example SiO ₂ or Al ₂ O ₃ .

단계 F에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.In Step F, the optional material is anisotropically etched. Then, any material coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber can be removed by anisotropically etching any material, and any material coated on the top of the bead can be removed. And, any material coated on the side of the bead can be retained.

단계 G에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.In step G, a secondary metal is deposited. The secondary metal may be deposited on the exposed surface of the substrate or on the core layer of the optical fiber as much as the gap between the top of the beads and any materials coated on the sides of each of the beads.

단계 H에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 1차 금속은 디스크 형태로 된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다.In step H, the beads are removed. Then, a concave ring structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as A in FIGS. 1 and 2, is formed. The primary metal is shaped into a disk. At this time, a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the degree to which a random material is coated on the side of the bead. As the thickness of the material coated on the side of the bead increases, the width of the deposited secondary metal decreases. In other words, as the thickness of any material coated on the side of the bead increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 6의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 6, the nano-sized gap formed in the ring structure A shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the degree of coating of an arbitrary material. As the coating thickness of any material increases, the nano-sized gap can increase.

도 6에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 6, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 7 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk.

단계 E에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO₂ 혹은 Al₂O₃일 수 있다.In step E, an optional material is coated on the surface of the bead, and the primary metal can be coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber, exposed by etching. Any material may be composed of primary and secondary metals and other materials. Any material may be an oxide, for example SiO ₂ or Al ₂ O ₃ .

단계 F에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.In Step F, the optional material is anisotropically etched. Then, any material coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber can be removed by anisotropically etching any material, and any material coated on the top of the bead can be removed. And, any material coated on the side of the bead can be retained.

단계 G에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.In step G, a secondary metal is deposited. The secondary metal may be deposited on the exposed surface of the substrate or on the core layer of the optical fiber as much as the gap between the top of the beads and any materials coated on the sides of each of the beads.

단계 H에서, 비드가 리플로우된다. 비드가 리플로우됨으로써 비드가 옆으로 퍼짐에 따라 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 간의 갭이 감소할 수 있다.In step H, the beads are reflowed. As the bead reflows, the gap between any materials coated on the sides of the bead may decrease as the bead spreads laterally.

단계 I에서, 2차 금속은 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 2차 금속이 제거된다.In Step I, the secondary metal is etched away. Then, the exposed secondary metal equal to the gap between the secondary metal deposited on the top of the bead and any materials coated on the side of the bead is removed.

단계 J에서, 비드가 제거된다. 도 1 및 도 2에 도시된 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물(B)이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.In step J, the beads are removed. A ring-disk structure (B) composed of the primary metal and secondary metal shown in FIGS. 1 and 2 is formed. When the bead is removed, a disk-shaped primary metal is placed in the center, and a ring-shaped secondary metal is placed around the primary metal to form a ring-disk structure. At this time, the ring-shaped secondary metal is placed at a position spaced apart from the disk-shaped primary metal by a nano-sized gap.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 임의 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the degree to which a random material is coated on the side of the bead. As the thickness of the arbitrary material coated on the side of the bead increases, the width of the secondary metal deposited on the core layer of the substrate or optical fiber exposed to the gap between the arbitrary materials decreases. In other words, as the thickness of any material coated on the side of the bead increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 단계 I에서 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.Additionally, the width of the ring-shaped secondary metal in the ring-disk structure may vary depending on the degree to which the beads flow through bead reflow. As the bead reflow time increases, more beads flow and the gap between beads decreases. That is, as the bead reflow progress time increases, the degree to which the secondary metal disposed in the gap between beads is etched decreases. Then, in step I, the secondary metal is etched by the gap between the beads, so as the bead reflow time increases, the width of the ring formed from the secondary metal increases, and the gap between the rings formed from the secondary metal increases. This decreases. Conversely, as the bead reflow progress time decreases, the width of the ring formed from the secondary metal decreases and the gap between the rings formed from the secondary metal increases.

즉, 도 7의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 사이에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 7, the nano-sized gap formed in the ring-disk structure (B) shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the degree of coating of an arbitrary material. As the coating thickness of any material increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

도 7에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 7, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 임의 물질을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 8 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using an arbitrary material according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드들 간의 갭만큼의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, it becomes as wide as the gap between the beads. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed to expose the surface of the core layer of the substrate or optical fiber.

단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.In step E, bead reflow occurs. Bead reflow proceeds as much as the width of the primary metal located at the bottom of the bead. Bead reflow allows the bead to become dome-shaped.

단계 F에서, 임의 물질이 비드의 표면에 코팅되고, 1차 금속이 식각됨으로써 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅될 수 있다. 임의 물질은 1차 금속과 2차 금속과 다른 재료로 구성될 수 있다. 임의 물질은 산화물이 가능하며, 일례로 SiO₂ 혹은 Al₂O₃일 수 있다.In Step F, an optional material is coated on the surface of the bead, and the primary metal can be coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber, exposed by etching. Any material may be composed of primary and secondary metals and other materials. Any material may be an oxide, for example SiO ₂ or Al ₂ O ₃ .

단계 G에서, 임의 물질이 이방성 식각된다. 그러면, 임의 물질이 이방성 식각됨으로써 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거될 수 있다. 그리고, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질은 유지될 수 있다.In step G, the optional material is anisotropically etched. Then, any material coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber can be removed by anisotropically etching any material, and any material coated on the top of the bead can be removed. And, any material coated on the side of the bead can be retained.

단계 H에서, 2차 금속이 증착된다. 2차 금속은 비드의 상단과 비드들 각각의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.In step H, the secondary metal is deposited. The secondary metal may be deposited on the exposed surface of the substrate or on the core layer of the optical fiber as much as the gap between the top of the beads and any materials coated on the sides of each of the beads.

단계 I에서, 열적 어닐링과 임의 물질의 식각이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭은 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링과 임의 물질의 식각을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.In Step I, thermal annealing and etching of the optional material takes place. Thermal annealing refers to the process of applying heat to a bead and then cooling it. Due to thermal annealing, the width of the bead is reduced by the width of the primary metal. Then, a nano-sized gap is formed between the primary metal and secondary metal placed at the bottom of the bead through thermal annealing and etching of an arbitrary material. Additionally, the height and width of the dome can be changed through thermal annealing. A secondary metal is deposited on the surface of the dome.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 임의 물질이 비드의 측면에 코팅된 정도에 따라 달라진다. 비드의 측면에 임의 물질이 코팅된 두께가 증가할수록 임의 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the degree to which a random material is coated on the side of the bead. As the thickness of the arbitrary material coated on the side of the bead increases, the width of the secondary metal deposited on the core layer of the substrate or optical fiber exposed to the gap between the arbitrary materials decreases. In other words, as the thickness of any material coated on the side of the bead increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 7의 과정은 임의 물질의 코팅 정도를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 7, the nano-sized gap formed in the dome structure C shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the degree of coating of an arbitrary material. As the coating thickness of any material increases, the nano-sized gap can increase.

도 8에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 8, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 9 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk.

단계 E에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 캡핑은 캡핑 물질이 비드를 둘러싸도록 처리하는 과정을 의미한다. 캡핑은 시드(seed)인 비드에만 선택적으로 캡핑 물질이 화학적으로 성장하는 것을 의미한다. 캡핑 물질은 비드 이외에 주변에는 코팅되거나 부착되지 않을 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.In step E, the beads are capped with a capping material. Through capping, the gap between beads can be adjusted depending on the thickness of the capping material attached to the surface of the beads. Capping refers to the process of treating a bead with a capping material to surround it. Capping means chemically growing a capping material selectively only on beads that are seeds. The capping material may or may not be coated on or attached to the surrounding area other than the bead. For example, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases.

단계 F에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.In Step F, the secondary metal is deposited on top of the capping material attached to the surface of the beads, and may be deposited on the exposed surface of the substrate or the core layer of the optical fiber by the gap between the beads. That is, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases, and secondary metal corresponding to the reduced gap is deposited.

단계 G에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성된다.In step G, the beads are removed. Then, a concave ring structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as A in FIGS. 1 and 2, is formed. At this time, a ring equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라진다. 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다. 그러면, 비드에 부착된 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the thickness of the capping material attached to the bead. As the thickness of the capping material applied to the beads increases, the gap between the beads decreases. Then, as the thickness of the capping material attached to the beads increases, the width of the secondary metal deposited on the core layer of the substrate or optical fiber exposed between the beads decreases. In other words, as the thickness of the capping material applied to the bead increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 9의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 음각의 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 임의 물질의 코팅 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 9, the nano-sized gap formed in the engraved ring structure A shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the thickness of the capping material applied to the bead. As the coating thickness of any material increases, the nano-sized gap can increase.

도 9에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 9, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 링-디스크 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 10 is a diagram showing a method of manufacturing a ring-disk structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk.

단계 E에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.In step E, the beads are capped with a capping material. Through capping, the gap between beads can be adjusted depending on the thickness of the capping material attached to the surface of the beads. For example, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases.

단계 F에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다.In Step F, the secondary metal is deposited on top of the capping material attached to the surface of the beads, and may be deposited on the exposed surface of the substrate or the core layer of the optical fiber by the gap between the beads.

단계 G에서, 비드가 리플로우됨으로써 비드가 옆으로 퍼짐에 따라 캡핑 물질이 적용된 비드들 사이의 갭이 감소할 수 있다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.In step G, the gap between the beads to which the capping material has been applied can be reduced as the beads reflow, causing them to spread laterally. In other words, as the bead reflow progress time increases, the gap between beads decreases.

단계 H에서, 2차 금속은 식각된다. 그러면, 비드의 상단에 증착된 2차 금속과 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 2차 금속이 제거된다.In step H, the secondary metal is etched away. Then, the exposed secondary metal equal to the gap between the secondary metal deposited on the top of the bead and any materials coated on the side of the bead is removed.

단계 I에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 B와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 비드가 제거됨으로써, 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속 주변에 링 형태의 2차 금속이 배치되어 링-디스크 구조물이 형성된다. 이 때, 링 형태의 2차 금속은 디스크 형태의 1차 금속으로부터 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치된다.In step I, the beads are removed. Then, a ring-disk structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as B in FIGS. 1 and 2, is formed. At this time, a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal. When the bead is removed, a disk-shaped primary metal is placed in the center, and a ring-shaped secondary metal is placed around the primary metal to form a ring-disk structure. At this time, the ring-shaped secondary metal is placed at a position spaced apart from the disk-shaped primary metal by a nano-sized gap.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라진다. 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 캡핑 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께가 두꺼워질수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the thickness of the capping material applied to the bead. As the thickness of the capping material applied to the bead increases, the width of the secondary metal deposited on the core layer of the substrate or optical fiber exposed in the gap between the capping materials decreases. In other words, as the thickness of the capping material applied to the bead increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

그리고, 비드 리플로우를 통해 비드가 흐르는 정도에 따라 링-디스크 구조물에서 링 형태의 2차 금속의 폭이 달라질 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드가 더 많이 흐름으로써 비드들 간의 갭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭에 배치된 2차 금속의 식각되는 정도가 감소한다. 그러면, 2차 금속은 비드들 사이의 갭만큼 식각되므로, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 증가하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 감소한다. 반대로, 비드 리플로우의 진행 시간이 감소할수록 2차 금속으로 형성된 링의 폭이 감소하며, 2차 금속으로 형성된 링들 사이의 갭이 증가한다.Additionally, the width of the ring-shaped secondary metal in the ring-disk structure may vary depending on the degree to which the beads flow through bead reflow. As the bead reflow time increases, more beads flow and the gap between beads decreases. That is, as the bead reflow progress time increases, the degree to which the secondary metal disposed in the gap between beads is etched decreases. Then, the secondary metal is etched by the gap between the beads, so as the bead reflow progress time increases, the width of the ring formed from the secondary metal increases, and the gap between the rings formed from the secondary metal decreases. Conversely, as the bead reflow progress time decreases, the width of the ring formed from the secondary metal decreases and the gap between the rings formed from the secondary metal increases.

즉, 도 10의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링-디스크 구조물(B)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 10, the nano-sized gap formed in the ring-disk structure (B) shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the thickness of the capping material applied to the bead. As the thickness of the capping material applied to the bead increases, the nano-sized gap may increase.

도 10에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 10, the primary metal and the secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 캡핑을 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using bead capping according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써, 1차 금속은 비드들 간의 갭만큼의 폭을 가진다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판 또는 광섬유의 코어층의 표면이 노출될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, it becomes as wide as the gap between the beads. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed to expose the surface of the core layer of the substrate or optical fiber.

단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우는 비드 하단에 위치한 1차 금속의 폭만큼 진행된다. 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.In step E, bead reflow occurs. Bead reflow proceeds as much as the width of the primary metal located at the bottom of the bead. Bead reflow allows the bead to become dome-shaped.

단계 F에서, 비드가 캡핑 물질에 의해 캡핑(capping)된다. 캡핑을 통해 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 두께에 따라 비드들 사이의 갭이 조절될 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소한다.In Step F, the beads are capped with a capping material. Through capping, the gap between beads can be adjusted depending on the thickness of the capping material attached to the surface of the beads. For example, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases.

단계 G에서, 2차 금속은 비드의 표면에 부착된 캡핑 물질의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.In step G, the secondary metal is deposited on top of the capping material attached to the surface of the beads, and may be deposited on the exposed surface of the substrate or the core layer of the optical fiber by the gap between the beads. That is, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases, and secondary metal corresponding to the reduced gap is deposited.

단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 사이즈는 1차 금속의 사이즈만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 축소된 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.In step H, thermal annealing takes place. Thermal annealing refers to the process of applying heat to a bead and then cooling it. Due to thermal annealing, the size of the bead is reduced to the size of the primary metal. Then, a nano-sized gap is formed between the primary metal and secondary metal placed at the bottom of the reduced bead through thermal annealing. Additionally, the height and width of the dome can be changed through thermal annealing. A secondary metal is deposited on the surface of the dome.

나노 사이즈의 갭은 비드에 적용된 캡핑 물질의 두께에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소함하고, 비드들 사이의 갭이 감소할수록 캡핑 물질들 사이의 갭에 노출된 기판 또는 광섬유의 코어층에 증착되는 2차 금속의 폭도 감소한다. 즉, 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. The nano-sized gap can vary depending on the thickness of the capping material applied to the bead. For example, as the thickness of the capping material increases, the gap between beads decreases, and as the gap between beads decreases, the secondary metal deposited on the core layer of the substrate or optical fiber exposed to the gap between the capping materials decreases. The width also decreases. That is, as the thickness of the capping material increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 11의 과정은 비드에 적용되는 캡핑 물질의 두께를 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 캡핑 물질의 두께가 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 11, the nano-sized gap formed in the dome structure C shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the thickness of the capping material applied to the bead. As the thickness of the capping material increases, the nano-sized gap may increase.

도 11에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 11, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 링 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 12 is a diagram showing a method of manufacturing a ring structure with a nanogap using bead reflow according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다. 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 식각됨에 따라 1차 금속은 디스크 형태가 될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate. As the primary metal is etched to the gap between the beads, the primary metal may be shaped into a disk.

단계 E에서, 비드 리플로우가 진행된다. 비드 리플로우로 인해서 비드가 옆으로 퍼져서 비드들 사이의 갭이 감소할 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소되는 정도가 증가한다.In step E, bead reflow occurs. Bead reflow can cause the beads to spread laterally, reducing the gap between beads. As the bead reflow progress time increases, the degree to which the gap between beads is reduced increases.

단계 F에서, 2차 금속은 비드의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 비드 리플로우의 시간이 증가할수록, 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.In step F, the secondary metal is deposited on top of the beads, and may be deposited on the exposed surface of the substrate or the core layer of the optical fiber to the extent of the gap between the beads. That is, as the bead reflow time increases, the gap between beads decreases, and secondary metal corresponding to the reduced gap is deposited.

단계 G에서, 비드가 제거된다. 그러면, 도 1 및 도 2의 A와 같은 1차 금속과 2차 금속으로 구성된 음각의 링 구조물이 형성된다. 이 때, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭이 형성된다.In step G, the beads are removed. Then, a concave ring structure composed of a primary metal and a secondary metal, such as A in FIGS. 1 and 2, is formed. At this time, a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal.

이 때, 나노 사이즈의 갭은 비드 리플로우의 진행 시간에 따라 달라진다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이에 갭을 통해 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 증착되는 2차 금속의 폭이 감소한다. 즉, 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.At this time, the nano-sized gap varies depending on the bead reflow time. As the bead reflow progress time increases, the width of the secondary metal deposited on the surface of the substrate or the cross section of the optical fiber exposed through the gap between beads decreases. In other words, as the bead reflow progress time increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 12의 과정은 비드 리플로우의 진행 시간을 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 링 구조물(A)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 12, the nano-sized gap formed in the ring structure A shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by adjusting the bead reflow progress time. As the bead reflow time increases, the nano-sized gap may increase.

도 12에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 12, the primary metal and secondary metal may be different materials or may be the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 비드 리플로우를 이용하여 나노갭을 가지는 돔 구조물의 제작 방법을 도시한 도면이다.Figure 13 is a diagram showing a method of manufacturing a dome structure with a nanogap using bead reflow according to an embodiment of the present invention.

단계 A에서, 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속이 증착(deposition)된다.In Step A, a primary metal is deposited on the surface of the substrate or the cross-section of the core layer of the optical fiber.

단계 B에서, 증착된 1차 금속의 표면에 비드가 폐쇄 패킹된다. 일례로, 비드는 금속, 산화물, 고분자 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 비드는 폴리스티렌으로 제작될 수 있다. 폐쇄 패킹은 비드들 간의 갭이 생성되지 않도록 비드들을 조밀하게 배치하는 방식을 의미한다.In Step B, beads are closed packed on the surface of the deposited primary metal. For example, the beads may be formed of at least one material selected from metal, oxide, and polymer. Preferably, the beads may be made of polystyrene. Closed packing refers to a method of densely arranging beads so that gaps between beads are not created.

단계 C에서, 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들이 식각된다. 비드들이 식각됨으로써 비드들 간에 일정 사이즈의 갭이 형성될 수 있다.In step C, the beads placed through closed packing are etched. As the beads are etched, a gap of a certain size may be formed between the beads.

단계 D에서, 1차 금속이 식각된다. 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 간의 갭에 대응하는 1차 금속들 간의 갭이 형성된다. 1차 금속이 식각되면, 비드들 사이에 갭만큼의 1차 금속이 제거되어 기판의 표면이 노출될 수 있다.In step D, the primary metal is etched. As the primary metal is etched, a gap between the primary metals corresponding to the gap between the beads is formed. When the primary metal is etched, the primary metal as much as the gap between the beads is removed, exposing the surface of the substrate.

단계 E에서, 1차 비드 리플로우가 진행된다. 1차 비드 리플로우는 비드 하단에 배치된 1차 금속의 폭만큼 비드가 옆으로 흐르도록 진행된다. 1차 비드 리플로우를 통해 비드가 돔 형태가 될 수 있다.In step E, primary bead reflow occurs. Primary bead reflow proceeds so that the bead flows sideways as wide as the primary metal placed at the bottom of the bead. Through the first bead reflow, the bead can be formed into a dome shape.

단계 F에서, 2차 비드 리플로우가 진행된다. 2차 비드 리플로우는 1차 비드 리플로우가 종료된 이후에 연속적으로 진행되거나 또는 일정 시간이 경과한 후에 진행될 수 있다. 2차 비드 리플로우로 인해서, 1차 금속의 폭만큼 돔 형태로 구성된 비드가 보다 옆으로 퍼진다. 그러면, 2차 비드 리폴로우에 의해 비드들 사이의 갭이 1차 비드 리플로우일때보다 더 감소할 수 있다. 비드들 사이의 갭은 2차 리플로우의 진행 시간에 따라 달라질 수 있다. 2차 비드 리플로우로 인해서 도 5의 단계 F와 같이 언더컷이 진행된 결과와 유사한 결과가 도출된다.In step F, a secondary bead reflow occurs. The secondary bead reflow may proceed continuously after the primary bead reflow is completed or may proceed after a certain period of time has elapsed. Due to the secondary bead reflow, the dome-shaped bead spreads laterally as much as the width of the primary metal. Then, the gap between beads can be further reduced by the secondary bead reflow compared to the primary bead reflow. The gap between beads may vary depending on the time of the secondary reflow. Due to the secondary bead reflow, results similar to those of undercut as shown in step F of FIG. 5 are obtained.

단계 G에서, 2차 금속은 비드의 상단에 증착되고, 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 증착될 수 있다. 즉, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 감소된 갭만큼의 2차 금속이 증착된다.In Step G, the secondary metal is deposited on top of the beads, and may be deposited on the exposed surface of the substrate or the core layer of the optical fiber to the extent of the gap between the beads. That is, as the secondary bead reflow progress time increases, the gap between beads decreases, and secondary metal equivalent to the reduced gap is deposited.

단계 H에서, 열적 어닐링이 진행된다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 비드에 열을 가한 후에 식히는 과정을 의미한다. 열적 어닐링으로 인해서 비드의 폭은 1차 금속의 폭만큼 축소된다. 그러면, 열적 어닐링을 통해 비드의 하단에 배치된 1차 금속 및 2차 금속 간의 나노 사이즈의 갭이 형성된다. 그리고, 열적 어닐링을 통해 1차 비드 리플로우 및 2차 비드 리플로우를 통해 형성된 돔의 높이와 폭이 달라질 수 있다. 돔의 표면에는 2차 금속이 증착된다.In step H, thermal annealing takes place. Thermal annealing refers to the process of applying heat to a bead and then cooling it. Due to thermal annealing, the width of the bead is reduced by the width of the primary metal. Then, a nano-sized gap is formed between the primary metal and secondary metal placed at the bottom of the bead through thermal annealing. Additionally, the height and width of the dome formed through primary bead reflow and secondary bead reflow may vary through thermal annealing. A secondary metal is deposited on the surface of the dome.

나노 사이즈의 갭은 2차 비드 리플로우의 진행 시간에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가하여 비드가 옆으로 더 퍼질수록 비드들 사이의 갭이 감소하고, 비드들 사이의 갭이 감소할수록 증착되는 2차 금속의 폭도 감소한다. 즉, 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 1차 금속과 2차 금속 간에 형성된 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다. The nano-sized gap may vary depending on the progress time of the secondary bead reflow. For example, as the secondary bead reflow progress time increases and the beads spread further laterally, the gap between beads decreases, and as the gap between beads decreases, the width of the deposited secondary metal also decreases. In other words, as the secondary bead reflow progress time increases, the nano-sized gap formed between the primary metal and the secondary metal may increase.

즉, 도 13의 과정은 2차 비드 리플로우의 진행 시간을 조절함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 돔 구조물(C)에 형성된 나노 사이즈의 갭이 조절될 수 있다. 2차 비드 리플로우의 진행 시간이 증가할수록 나노 사이즈의 갭이 증가할 수 있다.That is, in the process of FIG. 13, the nano-sized gap formed in the dome structure C shown in FIGS. 1 and 2 can be adjusted by controlling the progress time of the secondary bead reflow. As the secondary bead reflow progress time increases, the nano-sized gap may increase.

도 13에서 1차 금속과 2차 금속은 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료일 수 있다. 1차 금속과 2차 금속은, 전도성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 또는 기타 금속 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In FIG. 13, the primary metal and secondary metal may be different materials or the same material. The primary metal and secondary metal may be composed of any one of conductive gold (Au), silver (Ag), or other metals.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.Although this specification contains details of numerous specific implementations, these should not be construed as limitations on the scope of any invention or what may be claimed, but rather as descriptions of features that may be unique to particular embodiments of particular inventions. It must be understood. Certain features described herein in the context of individual embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable sub-combination. Furthermore, although features may be described as operating in a particular combination and initially claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from that combination, and the claimed combination may be a sub-combination. It can be changed to a variant of a sub-combination.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although operations are depicted in the drawings in a particular order, this should not be construed as requiring that those operations be performed in the particular order or sequential order shown or that all of the depicted operations must be performed to obtain desirable results. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Additionally, the separation of various device components in the above-described embodiments should not be construed as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and devices may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You must understand that it is possible.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely provided as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.

Claims (19)

링 구조물에 있어서,
상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고,
상기 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 2차 금속이 배치되며,
상기 2차 금속이 상기 1차 금속으로부터 상기 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치됨에 따라 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 음각의 링이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질을 이방성 식각함으로써 상기 비드의 측면에 유지된 상기 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링 구조물.
In the ring structure,
A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring structure,
A secondary metal is placed at a position spaced apart from the primary metal by a nano-sized gap,
As the secondary metal is disposed at a position spaced apart from the primary metal by the nano-sized gap, a concave ring having a width equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal. ,
A ring structure in which the nano-sized gap varies depending on the thickness of the arbitrary material maintained on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material coated on the bead during the manufacturing process of the ring structure.
제1항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물을 제작할 때 사용되는 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링 구조물.
According to paragraph 1,
The nano-sized gap is a ring structure that varies depending on the thickness of an arbitrary material coated on the side of the bead used when manufacturing the ring structure.
제1항에 있어서,
상기 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 링 구조물.
According to paragraph 1,
A ring structure in which the nano-sized gap increases as the thickness of the arbitrary material increases.
제1항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이며,
상기 임의 물질은, 산화물인 링 구조물.
According to paragraph 1,
The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material,
A ring structure wherein the optional material is an oxide.
링-디스크 구조물에 있어서,
상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고,
상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며,
상기 1차 금속과 2차 금속이 나노 사이즈의 갭만큼 이격됨으로써 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 음각의 링이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질을 이방성 식각함으로써 상기 비드의 측면에 유지된 상기 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링-디스크 구조물.
In the ring-disk structure,
A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring-disk structure,
A ring-shaped secondary metal is disposed surrounding the primary metal,
When the primary metal and the secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap, a concave ring having a width equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal,
The nano-sized gap is a ring-disk structure that varies depending on the thickness of the arbitrary material maintained on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material coated on the bead during the manufacturing process of the ring-disk structure.
제5항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물을 제작할 때 사용되는 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링-디스크 구조물.
According to clause 5,
The nano-sized gap is a ring-disk structure that varies depending on the thickness of any material coated on the side of the bead used when manufacturing the ring-disk structure.
제5항에 있어서,
상기 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 링-디스크 구조물.
According to clause 5,
A ring-disk structure in which the nano-sized gap increases as the thickness of the arbitrary material increases.
제5항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이며,
상기 임의 물질은, 산화물인 링-디스크 구조물.
According to clause 5,
The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material,
A ring-disk structure wherein the optional material is an oxide.
링 구조물의 제작 방법에 있어서,
기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계;
상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계;
상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계;
상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계;
상기 비드의 표면 및 상기 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 임의 물질을 코팅하는 단계;
상기 임의 물질을 이방성 식각함으로써, 상기 비드의 측면에 임의 물질을 유지하는 단계;
상기 비드의 상단과 상기 비드의 측면에 코팅된 임의 물질들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 2차 금속을 증착하는 단계;
상기 비드를 제거함으로써 1차 금속과 2차 금속 사이의 나노 사이즈의 갭이 형성된 링 구조물을 추출하는 단계
를 포함하고,
상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 1차 금속과 2차 금속 사이에 나노 사이즈의 갭만큼의 링이 형성되는 링 구조물의 제작 방법.
In the method of manufacturing a ring structure,
Depositing a primary metal on the surface of the substrate or the cross section of the core layer of the optical fiber;
Closely packing beads on the surface of the deposited primary metal;
etching beads placed through the closed packing;
Etching the primary metal to the width of the bead;
Coating an arbitrary material on the surface of the bead and the surface of the substrate where the primary metal is exposed by the gap between the beads or the cross section of the core layer of the optical fiber;
maintaining the arbitrary material on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material;
depositing a secondary metal on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber exposed by the gap between the top of the bead and any materials coated on the side of the bead;
Extracting a ring structure in which a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal by removing the bead.
Including,
A method of manufacturing a ring structure in which a disk-shaped primary metal is placed in the center of the ring structure, and a ring as large as a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal.
제9항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링 구조물의 제작 방법.
According to clause 9,
A method of manufacturing a ring structure in which the nano-sized gap varies depending on the thickness of an arbitrary material coated on the side of the bead.
제10항에 있어서,
비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 링 구조물의 제작 방법.
According to clause 10,
A method of manufacturing a ring structure in which the nano-sized gap increases as the thickness of the arbitrary material coated on the side of the bead increases.
제9항에 있어서,
상기 임의 물질은 이방성 식각을 통해 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층에 코팅된 임의 물질이 제거되고, 비드의 상단에 코팅된 임의 물질이 제거되는 링 구조물의 제작 방법.
According to clause 9,
A method of manufacturing a ring structure in which the arbitrary material coated on the surface of the substrate or the core layer of the optical fiber is removed through anisotropic etching, and the arbitrary material coated on the top of the bead is removed.
제9항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이고,
상기 임의 물질은 산화물인 링 구조물의 제작 방법.
According to clause 9,
The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material,
A method of manufacturing a ring structure wherein the optional material is an oxide.
링-디스크 구조물의 제작 방법에 있어서,
기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 1차 금속을 증착하는 단계;
상기 증착된 1차 금속의 표면에 비드를 폐쇄 패킹하는 단계;
상기 폐쇄 패킹을 통해 배치된 비드들을 식각하는 단계;
상기 1차 금속을 비드의 폭만큼 식각하는 단계;
상기 비드의 표면 및 상기 1차 금속이 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면에 임의 물질을 코팅하는 단계;
상기 임의 물질을 이방성 식각함으로써, 상기 비드의 측면에 임의 물질을 유지하는 단계;
상기 1차 금속이 식각됨으로써 비드들 사이의 갭만큼 노출된 기판의 표면 또는 광섬유의 코어층의 단면과 비드의 상단에 2차 금속을 증착하는 단계;
상기 비드에 대해 리플로우를 수행하는 단계;
상기 비드들 사이의 갭을 통해 증착된 2차 금속을 식각하는 단계;
상기 비드를 제거함으로써 1차 금속과 2차 금속 사이의 나노 사이즈의 갭이 형성된 링-디스크 구조물을 추출하는 단계
를 포함하고,
상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고, 상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며,
상기 1차 금속과 2차 금속은 나노 사이즈의 갭만큼 이격되는 링-디스크 구조물의 제작 방법.
In the method of manufacturing a ring-disk structure,
Depositing a primary metal on the surface of the substrate or the cross section of the core layer of the optical fiber;
Closely packing beads on the surface of the deposited primary metal;
etching beads placed through the closed packing;
Etching the primary metal to the width of the bead;
Coating an arbitrary material on the surface of the bead and the surface of the substrate where the primary metal is exposed by the gap between the beads or the cross section of the core layer of the optical fiber;
maintaining the arbitrary material on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material;
depositing a secondary metal on the surface of the substrate or the cross section of the core layer of the optical fiber exposed by the gap between the beads by etching the primary metal and on the top of the bead;
performing reflow on the beads;
etching the secondary metal deposited through the gap between the beads;
Extracting a ring-disk structure in which a nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal by removing the bead.
Including,
A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring-disk structure, and a ring-shaped secondary metal is disposed surrounding the primary metal,
A method of manufacturing a ring-disk structure in which the primary metal and the secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap.
제14항에 있어서,
상기 나노 사이즈의 갭은, 비드의 측면에 코팅되는 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 링-디스크 구조물의 제작 방법.
According to clause 14,
A method of manufacturing a ring-disk structure in which the nano-sized gap varies depending on the thickness of any material coated on the side of the bead.
제14항에 있어서,
비드의 측면에 코팅된 임의 물질의 두께가 증가할수록 상기 나노 사이즈의 갭은 증가하는 링-디스크 구조물의 제작 방법.
According to clause 14,
A method of manufacturing a ring-disk structure in which the nano-sized gap increases as the thickness of the arbitrary material coated on the side of the bead increases.
제14항에 있어서,
상기 1차 금속과 2차 금속은 전도성을 가지며, 서로 다른 재료이거나 또는 서로 동일한 재료이고,
상기 임의 물질은 산화물인 링-디스크 구조물의 제작 방법.
According to clause 14,
The primary metal and secondary metal have conductivity and are different materials or the same material,
A method of manufacturing a ring-disk structure wherein the optional material is an oxide.
링 구조물이 적용된 센서에 있어서,
상기 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 링 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고,
상기 링 구조물은,
상기 링 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고,
상기 1차 금속에서 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 2차 금속이 배치되며,
상기 2차 금속이 상기 1차 금속으로부터 상기 나노 사이즈의 갭만큼 이격된 위치에 배치됨에 따라 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 음각의 링이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질을 이방성 식각함으로써 상기 비드의 측면에 유지된 상기 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 센서.
In a sensor with a ring structure applied,
The sensor senses the measurement target through a ring structure located on the surface of the substrate or the cross section of the optical fiber,
The ring structure is,
A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring structure,
A secondary metal is placed at a position spaced apart from the primary metal by a nano-sized gap,
As the secondary metal is disposed at a position spaced apart from the primary metal by the nano-sized gap, a concave ring having a width equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal. ,
A sensor in which the nano-sized gap varies depending on the thickness of the arbitrary material maintained on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material coated on the bead during the manufacturing process of the ring structure.
링-디스크 구조물이 적용된 센서에 있어서,
상기 센서는 기판의 표면 또는 광섬유의 단면에 위치한 링-디스크 구조물을 통해 측정 대상을 센싱하고,
상기 링-디스크 구조물은,
상기 링-디스크 구조물의 중앙에 디스크 형태의 1차 금속이 배치되고,
상기 1차 금속의 둘러싸는 링 형태의 2차 금속이 배치되며,
상기 1차 금속과 2차 금속이 나노 사이즈의 갭만큼 이격됨으로써 상기 1차 금속과 상기 2차 금속 사이에 상기 나노 사이즈의 갭만큼의 폭을 가지는 음각의 링이 형성되고,
상기 나노 사이즈의 갭은, 링-디스크 구조물의 제작 과정에서 비드에 코팅되는 임의 물질을 이방성 식각함으로써 상기 비드의 측면에 유지된 상기 임의 물질의 두께에 따라 달라지는 센서.In a sensor using a ring-disk structure,
The sensor senses the measurement object through a ring-disk structure located on the surface of the substrate or the cross section of the optical fiber,
The ring-disk structure is,
A disk-shaped primary metal is disposed in the center of the ring-disk structure,
A ring-shaped secondary metal is disposed surrounding the primary metal,
When the primary metal and the secondary metal are spaced apart by a nano-sized gap, a concave ring having a width equal to the nano-sized gap is formed between the primary metal and the secondary metal,
The nano-sized gap is a sensor that varies depending on the thickness of the arbitrary material maintained on the side of the bead by anisotropically etching the arbitrary material coated on the bead during the manufacturing process of the ring-disk structure.