나노전사프린팅(nTP)은 고해상도의 금속 패턴을 다양한 기판 위에 직접적으로 전사하는 첨단 나노패터닝 기술입니다. 이 기술은 표면화학의 원리를 활용하여, 화학적으로 개질된 표면이 전사 과정에서 '릴리즈' 또는 '접착' 층으로 작용하여, 실리콘이나 PDMS와 같은 스탬프에서 금속 잉크를 나노 구조로 전사할 수 있게 합니다. 전통적인 고무 도장 방식과 유사하게, 나노 구조가 새겨진 스탬프를 다양한 표면에 금속 잉크로 전사함으로써, 100 nm 이하의 초고해상도 패턴을 구현할 수 있습니다. nTP는 전자소자, 화학 센서, 스핀트로닉스, 플라즈모닉스 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 특히, 8인치 웨이퍼와 같은 대면적 기판에도 균일하게 적용할 수 있는 확장성이 뛰어나며, 열보조 방식, 극압 임프린트 등 다양한 공정과 결합하여 복잡한 3차원 구조 및 다공성 패턴, 하이브리드 구조체의 제작이 가능합니다. 최근에는 레이저 마이크로머시닝과 결합하여 나노-마이크로-밀리미터 스케일의 멀티스케일 패턴 형성도 연구되고 있습니다. 이러한 나노전사프린팅 기술은 기존의 리소그래피 공정에 비해 비용과 공정 복잡도를 크게 줄이면서도, 다양한 소재와 기판에 적용할 수 있는 유연성을 제공합니다. 앞으로 차세대 반도체, 에너지 소자, 바이오센서 등 다양한 첨단 산업 분야에서 핵심적인 나노패터닝 솔루션으로 자리매김할 것으로 기대됩니다.

유도 자기조립(DSA)은 블록공중합체(BCP)의 상분리 특성을 활용하여, 10 nm 이하의 초미세 나노구조를 정밀하게 제어하는 차세대 리소그래피 기술입니다. DSA는 기존의 탑다운(Top-down) 리소그래피와 바텀업(Bottom-up) 자기조립을 결합하여, 분자 수준의 화학적 특성과 리소그래피 기반의 위치 제어를 동시에 달성할 수 있습니다. 템플릿 기반의 유도 자기조립은 블록공중합체의 분자 길이에 따라 형상과 주기가 결정되며, 템플릿의 패턴이 자기조립을 유도하여 원하는 위치에 나노구조를 정렬할 수 있습니다. 본 연구실에서는 다양한 블록공중합체와 혼합 용매, 담금 어닐링, 표면 개질 등 다양한 공정 변수를 활용하여, 신속하고 결함이 적은 나노패턴 형성을 실현하고 있습니다. 예를 들어, PS-b-PDMS와 같은 고상호인력계수(χ)를 갖는 BCP를 이용해 1분 이내에 10 nm 이하의 패턴을 대면적으로 구현하거나, 이종 BCP 블렌드를 이용해 기존 단일 BCP로는 구현할 수 없는 복합 하이브리드 구조(닷-인-홀, 더블닷 등)를 제작하고 있습니다. 또한, 자기조립된 나노구조를 기반으로 한 저전력 상변화 메모리, 저항 변화 메모리, 멤리스터 등 차세대 메모리 소자 응용도 활발히 진행 중입니다. DSA 기반 나노패터닝 기술은 반도체, 데이터 저장장치, 에너지 소자, 바이오센서 등 다양한 분야에서 초고집적, 초고해상도, 저비용 나노구조 구현을 가능하게 하며, 미래 나노전자공학의 핵심 원천기술로 주목받고 있습니다.