Direct Evaporation of Metalic Nanorod Thin Film using Glancing Angle Deposition

Abstract

최근, 화학적, 생물학적 방법으로 화학기상증착법, 침전법 등을 이용하여 나노크기의 금속막대들을 만드는 연구가 활발히 진행되고 있다. 우리는 본 실험에서 이러한 방법들이 아닌, 저입사각 증착법 (Glancing Angle Deposition)을 응용하여 물질별로 기판에 증착되는 각도 변화에 따른 2차원 구조의 나노면 형태와 각도 변화 및 회전률에 따른 3차원 구조의 나노막대 형태의 나노크기 금속막대를 제작 하였다. 증착되는 샘플에 대하여 증착물질의 입사각 및 회전률을 조정하기 위하여 좌, 우로 기울어지는 기판지지대에 회전할 수 있도록 모터를 장착하고 그 끝에 기판을 붙여서 실험하였다. 증착물질은 Al, Cr을 이용하여 증착률은 1Å/sec로, 초기 압력는 대략 1.8×10-6 torr 로 하고, 기판의 회전률을 7.25 rpm, 32 rpm 으로 비교하면서 실험 하였다. 실험 결과 증착초기에 기판위에 입사한 입자들이 그림자 효과에 의해 연속적인 박막이 아닌 불연속적인 granular seed 형태로 넓게 분포하였으며, 증착 물질의 입사방향이 기판을 회전시킴에 따라 column 형태로 성장하였다. 이와 같은 방법으로 회전률을 달리하여 Al, Cu등을 증착하여 물질의 종류에 따른 금속 막대의 형태, 크기, 밀도 등의 차이를 shadowing effect와 기판과 증착물질 간의 온도차 그리고 crystal structure의 영향이 요소로 작용하는 것을 전자현미경으로 관찰하였다. 이러한 방법으로 지름은 대략 50-100nm, 높이는 100-200 nm를 갖는 수직 정렬된 나노막대를 증착할 수 있었다.