패턴 된 전극에 유전 전기영동방법을 이용한 GaN 나노와이어의 정렬 및 전계효과트랜지스터의 응용

Abstract

본 논문에서는 나노와이어를 정렬 시킬 수 있는 방법 중의 하나인 유전 전기영동 (dielectrophoresis ; DEP) 방법을 연구하였으며 이를 이용하여 일차원적인 GaN 나노와이어를 미리 패턴 된 전극 (Ti/Au) 에 정렬시켰다. GaN 나노와이어의 정렬에 영향을 미치는 물리적 요소는 AC 전압과 주파수임을 확인 할 수 있었으며 또한 AC 전압과 주파수에 따라서 GaN 나노와이어가 패턴 된 전극에 정렬된 표면 형태의 모습도 달라짐을 알 수 있었다. AC 전압이 증가할수록 (1 $\sim$ 20 V$_{p-p}$) GaN 나노와이어가 미리 패턴 된 전극에 정렬될 확률은 증가하였다. 10 kHz, 20 MHz 두 경우 모두 GaN 나노와이어가 패턴 된 전극에 정렬된 확률은 최대 80 \% 이상을 가짐을 실험적으로 확인 하였다. 이러한 DEP 방법으로 정렬한 GaN 나노와이어를 이용하여 back-gate 전계효과트랜지스터 구조를 구현하였으며 기존의 전자 빔 리소그래피 도움 없이 간단하고 손쉽게 GaN 나노와이어의 전기적인 특성 및 소자의 특성을 측정 할 수 있음을 확인하였다.