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한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제7권 제6호
발행연도
2006.12
수록면
1,047 - 1,055 (9page)

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필드이온빔(FIB) 가공기를 써서 초고강도의 벌크다이아몬드를 가공하기 위해 이온 소오스의 종류와 가공 조 건에 따른 나노급 미세 선폭의 최적조건을 알아보고 이에 근거한 2차원적인 텍스트의 가공과 3차원적인 박막요소의 가공을 시도하였다. 다이아몬드 기판과 실리콘 기판을 Ga과 H₂O 소오스를 이용하는 FIB를 써서 30 ㎸ 빔 전류를 10 ㎀~5㎁로 변화시키면서 패터닝하고 이때 각각 20 ㎛ 길이로 생성되는 선형 패턴의 선폭, 깊이, 에치속도, 에치형상, 깊이선폭비 (aspect ratio)를 확인하였다. 다이아몬드도 실리콘 기판과 마찬가지로 나노급 패턴의 형성이 가능하였다. H₂O 소오스를 채용한 경우가 에치 깊이가 2배 정도 증가하였으며 통일한 가공 조건에서는 실리콘에 비해 다이아몬드의 에치 선폭이 감소는 경향이 있었다. 특히 다이아몬드는 절연성 때문에 차지가 축적되어 가공 중 이온빔이 불안정해지는 문제가 있었으나 차지 중화 모드를 이용하여 성공적으로 sub-100 ㎚급 선폭의 미세 가공이 가능하였다. 확인된 선폭가공 조건에 근거하여 2차원적으로 0.3carat의 보석용 다이아몬드의 거들부에 300여개의 글자를 FIB를 활용하여 선폭 240 ㎚정도로 명확히 기록하는 것이 가능하였다. Ga<sup>+</sup>이온과 30 cV-30 ㎀로 조건에서 비교적 넓은 선폭과 Z축 depth 고정범위에서 많은 개인정보의 기록이 영구적으로 가능하였으며 전자현미경으로 재생이 가능하였다. 3 차원적으로 두께 1 ㎛의 박막요소를 FIB가공과 백금 용접으로 떼어낸 후 FIB가공으로 두께가 100 ㎚가 되도록 한 후 투과전자현미경을 이용하여 성분 분석을 하는 것이 성공적으로 수행될 수 있었다.
#nano-scale patterning #diamonds #gem diamonds #FIB (field ion beam) #Ga source

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1. [학술지(정기간행물)] - / 1995 / Diamond: electronic properties and applications : 20 ~ 100 google schola 2. [학술지(정기간행물)] - / 1999 / The diamond makers : 10 ~ 100 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - / 1998 / The Nature of Diamonds American Museum of Natural History : 214 ~ 272 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - / 2005 / Diamond films : chemical vapor deposition for oriented and heteroepitaxial growth google schola 5. [학술지(정기간행물)] - / 2005 / High pressure-high temperature growth of diamond crystals using split sphere apparatus 14 : 1916 ~ 1919 google schola

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