수십~수백 마이크로미터(1㎛=100만분의 1ｍ)의 아주 작은 크기의 물체에 미로와 같은 복잡한 패턴을 원하는 모양으로 만드는 기술이 개발됐다.

기존 특정 패턴을 웨이퍼 상에 구현하는 리소그래피 공정으로 복잡한 삼차원 구조물을 만들기 위해서는 비용이 비싸고 시간이 많이 걸렸다. 따라서 최근에는 이차원 구조물을 삼차원 구조물로 변환하는 방법이 주목을 받고 있다.

이 중 주름짐 현상(링클링)을 활용한 자기 조직화 방식은 복잡한 문양의 방향성과 위치를 조절하기 어려워 1차원이나 단순한 형태에 머물렀다.


한국연구재단은 박 욱 경희대 교수와 권성훈 서울대 교수 연구팀이 주름짐 현상을 통해 미로처럼 복잡한 패턴을 가지는 구조물을 아주 작은 크기에서 원하는 방향으로 제작할 수 있는 새로운 자기조직화 방법을 개발했다고 10일 발표했다.

연구팀은 주름을 유도할 수 있는 작은 홈들이 새겨진 폴리머 기판을 만들고, 그 표면을 실리카로 코팅하였다. 그 후 건조 과정을 통해 수축시켜 폴리머 기판과 실리카 필름 사이의 부정합 변형으로 주름 패턴을 만들어낸 것이다.

전체 방향성은 가이딩 구조물인 작은 홈을 통해 결정이 된다. 예를 들어 홈을 바둑판 모양으로 만들면 직각 문양이 제작된다. 또 같은 가이딩 구조이면서도 각각의 고유 패턴을 가진 구조물로 변환시킬 수 있다.

박 욱 교수는 “고유하면서도 복제 불가능한 키를 생성할 수 있는 물리적 복제방지 기술을 개발했다”라면서 “4차 산업시대의 핵심이라 할 수 있는 보안 분야에서 보안 강화를 위한 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다.

미래창조과학부·한국연구재단의 미래유망융합기술파이오니어 사업과 산업통상자원부의 신성장동력장비경쟁력강화사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지인 사이언스 어드밴스에 지난달 30일 게재됐다.

/문병도기자 do@sedaily.com