KR20220006819A - Nano trench switch - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노 트렌치 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to a nano trench switch.
터널링(Tunneling)은 양자 역학 세계에서 입자가 일정 확률로 장애물 장벽을 통과하는 현상을 말한다. 고전 역학의 법칙으로는 설명할 수 없는 현상으로서, 에너지 장벽이 너무 두껍지 않아야 하고 입자의 질량 또한 상당히 작은 조건 하에서 관찰되는 현상이다.Tunneling refers to a phenomenon in which particles pass through an obstacle barrier with a certain probability in the world of quantum mechanics. It is a phenomenon that cannot be explained by the laws of classical mechanics. It is a phenomenon that is observed under the condition that the energy barrier must not be too thick and the mass of the particle is also quite small.
이러한 현상을 관찰하기 위해서는 장애물 장벽(일반적으로 공기층)의 두께를 세밀하게 조절할 수 있는 기술이 필요하다. 일반적으로 요구되는 장벽의 두께는 나노미터에서 피코미터 단위 수준으로 빛의 파장보다 더 작은 조건이 필요하다.In order to observe this phenomenon, a technique that can fine-tune the thickness of the obstacle barrier (usually an air layer) is required. In general, the required barrier thickness needs to be smaller than the wavelength of light in the order of nanometers to picometers.
그러나, 일반적인 기술로는 상기 장벽의 두께를 세밀하게 제어하는 것이 상당히 어려웠고, 트렌치의 간격이 멀리 떨어져 있거나 기판의 유연성이 부족하여 내구성이 떨어지는 것이 보통이었다.However, it is quite difficult to precisely control the thickness of the barrier with a general technique, and durability is usually poor due to the spacing of the trenches being far apart or the lack of flexibility of the substrate.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판 및 기판 상에 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치에 관한 것으로서, 기판의 구부림의 방향과 정도에 따라 나노 트렌치 상단 폭을 제어함으로써 빛의 파장을 제어하고자 하는 것이다.The nanotrench switch according to the present invention relates to a flexible substrate and a nanotrench switch in which nanotrenches are formed on the substrate. .
또한, 나노 트렌치 상단의 폭을 제어함으로써 나노 트렌치를 구성하는 섬 간의 전류의 흐름을 제어할 수 있는 스위치를 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a switch capable of controlling the flow of current between islands constituting the nano-trench by controlling the width of the top of the nano-trench.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이다.Nano trench switch according to an aspect of the present invention, a flexible substrate; and a nano-trench formed on the flexible substrate, wherein an upper width of the nano-trench is variably controllable by bending the flexible substrate.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것알 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it can be seen that the upper width of the nano-trench is 0.3 nm to 1 μm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판은, PET, PI 등의 고분자 기판 및 스테인리스 스틸 테이프 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the flexible substrate may include one or more selected from the group consisting of a polymer substrate such as PET and PI and a stainless steel tape.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench is made of at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Al, Cr and Ti, ITO, Si, Ge, GaAs, VO 2 and a conductive polymer. It may include one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the width to height of the upper portion of the nano-trench may be 1:1 to 30,000.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper width of the nano-trench may be controllable at intervals of 1 pm to 1 μm according to the direction and degree of bending of the flexible substrate.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판의 구부림의 방향과 정도에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rate of change of the upper width of the nano-trench according to the direction and degree of bending of the flexible substrate is 1.5 times to 3 times the rate of change of the lower width of the nano-trench according to the bending of the flexible substrate. can
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench may have a height of 10 nm to 10 μm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trenches may be formed in one or a plurality of pieces.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고, 상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trenches are formed in plurality, and an interval between the nano-trenches may be 10 nm to 1 cm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자 체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench switch is a microwave/terawave switch, a microwave shielding agent, an electron beam source, a metal lens, a phase array, an autonomous vehicle beam steering, a resistance memory, a MEMS/NMS, and structural mechanics. A group consisting of a memory device, a resistive memory device, a quantum resistance-based device, a material property observation platform, a photochemical analysis platform, an ultrafine dust and virus detector, a nanobiosensor, a molecular electronics platform, a nanowire fabrication platform, and a single atom chain fabrication platform It may be used as one or more selected from.
본 발명의 다른 측면에 따른 나노 트렌치 스위치의 제조방법은 유연 기판을 준비하는 단계; 상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계; 금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및 상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a nano trench switch according to another aspect of the present invention comprises the steps of preparing a flexible substrate; patterning a conductive material on the flexible substrate; atomic layer deposition of a metal oxide spacer; and etching the metal oxide spacer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서는, 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬 등 원자층 증착으로 가능한 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the metal oxide spacer may include one or more selected from the group consisting of metal oxides that can be deposited by atomic layer deposition, such as alumina, hafnium oxide, and strontium oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench switch may be a nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판 및 기판 상에 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치에 관한 것으로서, 기판의 구부림의 방향과 정도에 따라 나노 트렌치 상단 폭을 제어함으로써 빛의 파장을 제어할 수 있다.The nano-trench switch according to the present invention relates to a flexible substrate and a nano-trench switch in which a nano-trench is formed on the substrate, and the wavelength of light can be controlled by controlling the width of the upper end of the nano-trench according to the direction and degree of bending of the substrate. .
또한, 본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 나노 트렌치 상단의 폭을 제어함으로써 나노 트렌치를 구성하는 섬 간의 전류의 흐름을 제어할 수 있는 스위치를 제공할 수 있다.In addition, the nano-trench switch according to the present invention can provide a switch capable of controlling the flow of current between islands constituting the nano-trench by controlling the width of the upper end of the nano-trench.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 트렌치 안에 물 또는 화학 물질을 넣어 물질의 특성을 관찰 및 광화학 반응을 구현 등을 제공할 수 있다. Through the nano-trench switch of the present invention, it is possible to put water or a chemical material in the trench to observe the properties of the material and implement a photochemical reaction.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 마이크로파/테라파 스위치, 전자파 차폐제, 전자빔 소스, 구조 변경이 가능한 메타 물질 및 메타 렌즈, 페이즈 어레이, 자율주동 자동차용 빔 스티어링, 분자전자공학용 플랫폼, MEMS, NEMS, 구조역학적 기억소자, 저항 메모리, 초미세 먼지 검출기, 바이러스 검출기, 나노바이오센서 등을 제공할 수 있다.Through the nano trench switch of the present invention, microwave / terra wave switch, electromagnetic wave shielding agent, electron beam source, structure changeable meta material and meta lens, phase array, beam steering for autonomous vehicles, molecular electronics platform, MEMS, NEMS, It is possible to provide a structural-mechanical memory device, a resistive memory, an ultrafine dust detector, a virus detector, a nanobiosensor, and the like.
본 발명에 따른 유연 기판이 없이 프리스탠딩 하는 나노 트렌치를 통해, 나노와이어 및 단일 원자 체인 제작 등을 제공할 수 있다.Through the free-standing nano-trench without a flexible substrate according to the present invention, it is possible to provide nanowires and single-atom chain fabrication.
본 발명의 나노 트렌치 스위치를 통해, 변형 지렛대(Deformative leverage)로서, 유연 기판의 거시적 거리를 조절하여 나노 트렌치의 미시적 거리를 제어할 수 있다.Through the nanotrench switch of the present invention, as a deformative leverage, it is possible to control the microscopic distance of the nanotrench by adjusting the macroscopic distance of the flexible substrate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 유연 기판을 구부린 형태를 나타낸 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치가 복수 개로 형성된 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 회로를 형성한 것을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 나노 트렌치 스위치에 대한 유연 기판 구부림에 따른 저항 변화를 나타낸 도표이다.
도 8은 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 구부림에 따른 나노 트렌치 상부 폭 및 하부 폭의 길이를 측정하여 나타낸 도표이다.1 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a bent form of a flexible substrate of a nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view of a nano-trench switch in which a plurality of nano-trenches are formed according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a circuit formed in a nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the resistance change according to bending of the flexible substrate for the nano-trench switch of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating the measurement of lengths of the upper width and lower width of the nanotrench according to bending of the nanotrench switch according to the embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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.The terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of 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 commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 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, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.
본 발명의 일 측면에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한 것이다.Nano trench switch according to an aspect of the present invention, a flexible substrate; and a nano-trench formed on the flexible substrate, wherein an upper width of the nano-trench is variably controllable by bending the flexible substrate.
이하, 도면을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, it will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.1 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100) 및 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the nano-trench switch of the present invention includes a
나노 트렌치(300)는 간격을 두고 떨어진 도랑 형태를 이루는 것으로서, 둘 이상의 섬(Island)(200) 및 유연 기판(100)을 이용하여 형성되는 것일 수 있다.The nano-
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.2 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 섬(200)으로 형성되는 나노 트렌치(300)의 상부 폭을 D1으로, 높이를 H라고 표기할 수 있으며, 유연 기판(100)의 구부림에 따라서 나노 트렌치(300)의 상부 폭(D1)을 가변적으로 제어 가능한 것일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the upper width of the nano-
유연 기판(100)을 구부림에 따라 D1을 제어할 수 있으며, 유연 기판을 밀리미터 단위로 구부릴 때 D1을 나노미터 내지는 피코미터 단위로 조절할 수 있는 장점이 있다.By bending the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 유연 기판을 구부린 형태를 나타낸 정면도이다.3 is a front view showing a bent flexible substrate of the nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 나노 트렌치(300)의 상부 폭을 D1, 하부 폭을 D2라고 할 때, D1이 D2보다 상대적으로 큰 변화를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , when the upper width of the nano-
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100)의 거시적인 움직임을 미시적인 나노 트렌치(300)의 상부 폭 변화로 전이시키는 점에서 지렛대 효과를 일으키는 것일 수 있다.The nano-trench switch according to the present invention may cause a leverage effect in that it transfers a macroscopic movement of the
이 때, 유연 기판(100)의 변형 가능 정도가 크지 않아 내구성이 좋고 이에 따라 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1이 작아졌다가 커지는 것을 반복할 수 있다.At this time, the degree of deformability of the
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치(300)의 개폐를 100,000 회 이상 반복할 수 있는 것일 수 있다.The nano-trench switch according to the present invention may be capable of repeating the opening and closing of the nano-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper width of the nano-trench may be 0.3 nm to 1 μm.
도 2를 참조하면, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1은 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the upper width D 1 of the nano-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판은, PET, PI 및 스테인리스 스틸 테이프로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the flexible substrate may include one or more selected from the group consisting of PET, PI and stainless steel tape.
상기 유연 기판은, 상기 기재된 물질에 한정되는 것은 아니고, 유연한 물질로서 기판에 적용될 수 있는 것이라면 어느 것이든지 사용될 수 있다.The flexible substrate is not limited to the materials described above, and any flexible material that can be applied to the substrate may be used.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench is made of at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Al, Cr and Ti, ITO, Si, Ge, GaAs, VO 2 and a conductive polymer. It may include at least one selected from the group consisting of.
도 2를 참조하면, 섬(200)은 전도성 물질인 것으로서, 유연 기판(100)의 구부림에 따라 상부 폭 D1이 충분히 작아질 경우 섬(200) 간의 전류가 흐르는 것일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
섬(200)은 Au인 것일 수 있으며, 상부 폭 D1이 충분히 작아질 경우 섬(200) 간의 전류가 흐르는 것일 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the width to height of the upper portion of the nano-trench may be 1:1 to 30,000.
도 2를 참조하면, 상부 폭 D1보다 높이 H가 더 큰 것일 수 있으며, 구체적으로는, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1 대 높이 H는 1 : 1 내지 30,000 인 것일 수 있으며, 바람직하게는 1 : 5 내지 500 인 것일 수 있으며, 더 바람직하게는 1 : 5 내지 1: 200 인 것일 수 있다.Referring to Figure 2, the upper width D 1 than The height H may be larger, and specifically, the upper width D 1 to the height H of the nano-
이 때 섬(200)의 크기와 나노 트렌치(300)의 상부 폭 및 높이는 무방한 것일 수 있다.In this case, the size of the
본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는, 나노 트렌치의 상부 폭에 비해 높이가 상당히 높게 형성되는 것일 수 있으며, 얇은 슬릿 형태로서 상부 폭과 하부 폭의 길이 변화가 차이를 보이는 것일 수 있다.The nano-trench switch according to the present invention may be formed to have a significantly higher height than the upper width of the nano-trench, and may have a thin slit shape, showing a difference in length change between the upper width and the lower width.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.4 is a front view of a nano trench switch according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, 섬(200)이 유연 기판(100)의 일 부분 상에 형성되는 것일 수 있으며, 섬(200)이 유연 기판(100)을 덮는 면적은 크게 무방한 것일 수 있다.1 and 4 , the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper width of the nano-trench may be controllable at intervals of 1 pm to 1 μm according to the direction and degree of bending of the flexible substrate.
이 때 유연 기판의 구부릴 수 있는 최대 곡률은, 0.1 ㎜-1 이하인 것일 수 있으며, 바람직하게는, 0.04 ㎜-1 이하인 것일 수 있다.At this time, the maximum curvature that can be bent of the flexible substrate may be 0.1 mm -1 or less, preferably, 0.04 mm -1 or less.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 상기 나노 트렌치의 폭을 제어할 수 있는데, 상부 폭 및 하부 폭의 길이가 각각 다르게 변할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the width of the nano-trench may be controlled by bending the flexible substrate, and the length of the upper width and the lower width may be changed differently.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판을 구부림에 따른 상기 유연 기판의 곡률 대 상기 나노 트렌치의 상부 폭의 길이의 변화율은, 10,000 내지 10,000,000 : 1인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rate of change of the curvature of the flexible substrate versus the length of the upper width of the nano-trench according to bending the flexible substrate may be 10,000 to 10,000,000: 1.
즉, 상기 유연 기판의 곡률(Rc)과 나노 트렌치의 상부 폭(D1)의 길이는 아래의 수학식 1의 관계를 가지는 것일 수 있다.That is, the curvature (R c ) of the flexible substrate and the length of the upper width (D 1 ) of the nano-trench may have a relationship of
[수학식 1][Equation 1]
유연 기판을 구부림에 따른 유연 기판의 곡률 대 나노 트렌치의 상부 폭의 길이의 변화율은, 바람직하게는, 900,000 내지 1,300,000 : 1인 것일 수 있다.The rate of change of the curvature of the flexible substrate versus the length of the upper width of the nano-trench according to bending the flexible substrate, preferably, may be 900,000 to 1,300,000: 1.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rate of change of the upper width of the nano-trench according to the bending of the flexible substrate is 1.5 to 3 times the rate of change of the lower width of the nano-trench according to the bending of the flexible substrate.
도 3을 참조하면, 유연 기판(100)을 오목하게 구부림으로써, 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1 및 하부 폭 D2의 길이가 변하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 3 , by concavely bending the
유연 기판(100)에 가까운 쪽의 D2의 길이보다 먼 쪽의 D1이 더 크게 변하는데, 구체적으로, 상부 폭 D1의 길이의 변화율은 하부 폭 D2의 길이의 변화율에 비해 1.5 배 내지 3배인 것일 수 있다. D 1 on the far side changes larger than the length of D 2 on the side closer to the
바람직하게는, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치(300)의 상부 폭 D1의 변화율은, 유연 기판(100)의 구부림에 따른 나노 트렌치의 하부 폭 D2의 변화율의 1.5 배 내지 2.5배인 것일 수 있다. Preferably, the rate of change of the upper width D 1 of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench may have a height of 10 nm to 10 μm.
바람직하게는, 나노 트렌치(300)의 높이는, 10 ㎚ 내지 200 ㎚인 것일 수 있다.Preferably, the height of the nano-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trenches may be formed in one or a plurality of pieces.
유연 기판(100) 상에 형성되는 나노 트렌치(300)는 하나 또는 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.The
나노 트렌치(300)는 복수 개로 형성되는 것일 수 있는데, 이하 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치가 복수 개로 형성된 나노 트렌치 스위치의 정면도이다.5 is a front view of a nano-trench switch in which a plurality of nano-trenches are formed according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 섬(200)이 복수 개 형성됨으로써 나노 트렌치(300)가 복수 개 형성되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 5 , by forming a plurality of
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고, 상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trenches are formed in plurality, and an interval between the nano-trenches may be 10 nm to 1 cm.
상기 나노 트렌치의 간격은, 바람직하게는, 200 ㎚ 내지 200 ㎛인 것일 수 있다.The spacing of the nano trenches may be preferably 200 nm to 200 μm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조 역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench switch is a microwave/terawave switch, a microwave shielding agent, an electron beam source, a metal lens, a phase array, an autonomous vehicle beam steering, a resistance memory, a MEMS/NEMs, and structural mechanics. A group consisting of a memory device, a resistive memory device, a quantum resistance-based device, a material property observation platform, a photochemical analysis platform, an ultrafine dust and virus detector, a nanobiosensor, a molecular electronics platform, a nanowire fabrication platform, and a monoatomic chain fabrication platform It may be used as one or more selected from.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치는, 섬(200) 간의 좁혔을 때 발생하는 터널링 효과를 이용하여 전류가 흐르는 것일 수 있다.In the nano-trench switch according to an embodiment of the present invention, current may flow using a tunneling effect that occurs when the
일반적으로 터널링 효과를 이용하는 터널링 소자는 전압을 제어하는 방식으로 터널링 효과를 유도하는데, 본 발명에 따른 나노 트렌치 스위치는 전압 뿐만 아니라 거리를 조절하는 방식으로 터널링 효과를 유도할 수 있는 장점이 있다.In general, a tunneling device using the tunneling effect induces the tunneling effect by controlling the voltage, and the nano-trench switch according to the present invention has the advantage of inducing the tunneling effect by controlling the distance as well as the voltage.
본 발명의 다른 측면에 따른 나노 트렌치 스위치의 제조방법은, 유연 기판을 준비하는 단계; 상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계; 금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및 상기 금속 산화물을 에칭하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a nano trench switch according to another aspect of the present invention includes the steps of preparing a flexible substrate; patterning a conductive material on the flexible substrate; atomic layer deposition of a metal oxide spacer; and etching the metal oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치의 트랜치를 받치는 유연 기판 부분을 제거하여 프리스탠딩 나노트렌치 스위치를 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a free-standing nano-trench switch may be formed by removing a portion of the flexible substrate supporting the trench of the nano-trench switch.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서는 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬 등 원자층 증착으로 가능한 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the metal oxide spacer may include one or more selected from the group consisting of metal oxides that can be deposited by atomic layer deposition, such as alumina, hafnium oxide, and strontium oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 물질 및 금속 산화물 스페이서를 증착하는 단계는, 상기 전도성 물질 및 상기 금속 산화물 스페이서를 교차로 형성되도록 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the depositing of the conductive material and the metal oxide spacer may be performed to alternately form the conductive material and the metal oxide spacer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계는, KOH 또는 NaOH 수용액과 금속 산화물의 화학 반응을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the etching of the metal oxide spacer may be performed using a chemical reaction between KOH or NaOH aqueous solution and a metal oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 트렌치 하부의 유연 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 유연 기판을 제거하는 단계는 황산을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include removing the flexible substrate under the trench, and the removing of the flexible substrate may be performed using sulfuric acid.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 나노 트렌치 스위치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nano-trench switch may be a nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example
125 ㎛ 두께의 PET 기판을 준비하였다. 상기 PET 기판 상에 150 nm 두께를 가진 금 박막을 표준 포토리소그래피를 통해 패터닝하였다. 알루미나 스페이서를 패터닝된 금 박막 상에 20 nm 두께로 원자층 증착한 후, 두 번째 금 박막 층을 증착하였다. 첫 번째 금 박막 상에 증착되는 두 번째 금 박막 층을 접착 테이프를 이용하여 떼어내어 제거하였다. 마지막으로1M KOH 수용을 이용하여 알루미나 스페이서를 에칭하여 폭이 20 ㎚인 금을 포함하는 나노 트렌치가 형성된 나노 트렌치 스위치를 제조하였다.A PET substrate having a thickness of 125 μm was prepared. A gold thin film having a thickness of 150 nm was patterned on the PET substrate through standard photolithography. After atomic layer deposition of an alumina spacer to a thickness of 20 nm on the patterned gold thin film, a second gold thin film layer was deposited. The second gold thin film layer deposited on the first gold thin film was peeled off using an adhesive tape and removed. Finally, a nanotrench switch in which nanotrenches containing gold having a width of 20 nm were formed by etching the alumina spacer using 1M KOH were prepared.
실험예 1Experimental Example 1
실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 대하여 유연 기판을 구부렸다가 원상태로 되돌아가는 과정을 반복하면서 나노 트렌치의 상단 폭의 길이를 변화시키고 이에 따른 저항을 측정하였다.With respect to the nano-trench switch according to the embodiment, while repeating the process of bending the flexible substrate and returning to the original state, the length of the upper width of the nano-trench was changed, and the resistance was measured accordingly.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 회로를 형성한 것을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a circuit formed in a nano-trench switch according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 금으로 형성된 나노 트렌치의 각 섬(200)에 전극을 연결하여 저항을 측정하는 본 실험예의 세팅을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the setting of the present experimental example in which an electrode is connected to each
도 7은 본 발명의 나노 트렌치 스위치에 대한 유연 기판 구부림에 따른 저항 변화를 나타낸 도표이다.7 is a diagram showing the resistance change according to bending of the flexible substrate for the nano-trench switch of the present invention.
도 7을 참조하면, 나노 트렌치 상부 폭이 좁아질수록 저항이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 회로가 닫혀있지 않음에도 나노 트렌치를 이루는 섬 간의 간격이 좁아짐에 따라 유도되는 터널링 효과에 의해 저항이 낮아지고 전류가 흐를 수 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7 , it can be seen that the resistance rapidly decreases as the width of the upper part of the nano-trench becomes narrower, and the resistance is increased due to the tunneling effect induced as the distance between the islands constituting the nano-trench is narrowed even when the circuit is not closed. It goes down and you can see that the current can flow.
실험예 2Experimental Example 2
실시예에 따른 나노 트렌치 스위치에 대하여 유연 기판을 구부림에 따라 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치의 상단 폭 및 하단 폭의 변화를 측정하였다.With respect to the nanotrench switch according to the embodiment, as the flexible substrate was bent, changes in the upper width and lower width of the nanotrench formed on the flexible substrate were measured.
도 8은 실시예에 따른 나노 트렌치 스위치의 구부림에 따른 나노 트렌치 상부 폭 및 하부 폭의 길이를 측정하여 나타낸 도표이다.8 is a diagram illustrating the measurement of lengths of the upper width and lower width of the nanotrench according to bending of the nanotrench switch according to the embodiment.
도 8을 참조하면, 나노 트렌치 스위치의 상부 폭의 길이가 하부 폭의 길이에 비해 훨씬 빨리 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the length of the upper width of the nano-trench switch decreases much faster than the length of the lower width.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 유연 기판
200: 섬
300: 나노 트렌치100: flexible substrate
200: island
300: nano trench
Claims (14)
상기 유연 기판 상에 형성된 나노 트렌치;를 포함하고,
상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림에 따라 가변적으로 제어 가능한,
나노 트렌치 스위치.
flexible substrate; and
Including; nano trenches formed on the flexible substrate;
The upper width of the nano-trench is variably controllable by bending the flexible substrate,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 0.3 ㎚ 내지 1 ㎛인 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The upper width of the nano-trench will be 0.3 nm to 1 μm,
Nano Trench Switch.
상기 유연 기판은, PET, PI 및 스테인리스 스틸 테이프로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The flexible substrate will include one or more selected from the group consisting of PET, PI and stainless steel tape,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치는, Au, Ag, Cu, Al, Cr 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속, ITO, Si, Ge, GaAs, VO2 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The nano-trench includes at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Al, Cr and Ti, ITO, Si, Ge, GaAs, VO 2 and at least one selected from the group consisting of a conductive polymer that is,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치의 상부 폭 대 높이는, 1 : 1 내지 30,000인 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The upper width to height of the nano-trench is 1:1 to 30,000,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치의 상부 폭은, 상기 유연 기판을 구부림의 방향과 정도에 따라 1 pm 내지 1 ㎛의 간격으로 제어 가능한 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The upper width of the nano-trench will be controllable at intervals of 1 pm to 1 μm depending on the direction and degree of bending the flexible substrate,
Nano Trench Switch.
상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 상부 폭 변화율은, 상기 유연 기판의 구부림에 따른 상기 나노 트렌치의 하부 폭 변화율의 1.5 배 내지 3배인 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The rate of change of the upper width of the nano-trench according to the bending of the flexible substrate is 1.5 to 3 times the rate of change of the lower width of the nano-trench according to the bending of the flexible substrate,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치는, 높이가 10 ㎚ 내지 10 ㎛인 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The nano-trench will have a height of 10 nm to 10 μm,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치는, 하나 또는 복수 개로 형성되는 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The nano-trench, which is formed in one or a plurality,
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치는, 복수 개로 형성되는 것이고,
상기 나노 트렌치 간의 간격은, 10 ㎚ 내지 1 ㎝인 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The nano-trenches are formed in plurality,
The spacing between the nano-trenches is, that is, 10 nm to 1 cm
Nano Trench Switch.
상기 나노 트렌치 스위치는, 마이크로웨이브/테라파 스위치, 마이크로웨이브 차폐제, 전자빔 원, 메타렌즈, 페이즈 어레이, 자율주행 자동차 빔 스티어링, 저항 메모리, 멤스/넴스, 구조 역학적 기억소자, 저항 메모리 소자, 양자 저항 기반 소자, 물질 특성 관측 플랫폼, 광화학 분석 플랫폼, 초미세 먼지 및 바이러스 검출기, 나노바이오센서, 분자전자공학 플랫폼, 나노와이어 제작 플랫폼 및 단일원자체인 제작 플랫폼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이용되는 것인,
나노 트렌치 스위치.
According to claim 1,
The nano-trench switch is a microwave/terawave switch, a microwave shielding agent, an electron beam source, a metal lens, a phase array, an autonomous vehicle beam steering, a resistance memory, a MEMS/NEMs, a structural mechanical memory element, a resistive memory element, a quantum resistance One or more selected from the group consisting of a base device, a material property observation platform, a photochemical analysis platform, an ultrafine dust and virus detector, a nanobiosensor, a molecular electronics platform, a nanowire fabrication platform, and a monoatomic chain fabrication platform sign,
Nano Trench Switch.
상기 유연 기판 상에 전도성 물질을 패터닝하는 단계;
금속 산화물 스페이서를 원자층 증착하는 단계; 및
상기 금속 산화물 스페이서를 에칭하는 단계;를 포함하는,
나노 트렌치 스위치의 제조방법.
preparing a flexible substrate;
patterning a conductive material on the flexible substrate;
atomic layer deposition of a metal oxide spacer; and
etching the metal oxide spacer;
Method of manufacturing a nano trench switch.
상기 금속 산화물 스페이서는, 알루미나, 산화하프늄 및 산화스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
나노 트렌치 스위치의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The metal oxide spacer will include at least one selected from the group consisting of alumina, hafnium oxide and strontium oxide,
Method of manufacturing a nano trench switch.
상기 나노 트렌치 스위치는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 나노 트렌치 스위치인 것인,
나노 트렌치 스위치의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The nano-trench switch, the nano-trench switch of any one of claims 1 to 11,
Method of manufacturing a nano trench switch.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR102365765B1 (en) | 2022-02-22 |
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