• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.465-466
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• 2006

서로 다른 굴절률을 갖는 유전재료를 주기적으로 배열함으로써 광자금지대(PBG)를 형성시킬 수 있는 2 차원(2D)광자결정배열에 선결함(line defects)을 줌으로써 기존의 평판형광도파로(PLC)와는 다른 개념의 광자결정도파로를 제작할 수 있다. 특히, 광자결정도파로는 급격한 굽힘(bending)에도 저손실의 효과를 갖도록 할 수 있기 때문에 광집적회로에 효과적으로 적용된다. 본 연구에서는 정방형 격자구조의 2차원 광자결정에 대한 광자밴드구조를 구하고 이로부터 추출된 구조매개변수를 이용하여 광자결정도파로를 설계하고 그의 특성을 평가하였다. 특히, 광자결정도파로와 PLC형도파로 특성을 비교하였다. 설계된 광자결정 도파로를 전자빔 및 홀로그래픽 리소그라피를 이용하여 제작, 평가할 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.389-389
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• 2008

나노-스피어 리소그래피는 기존 리소그래피 방법에 비해 나노 크기의 패턴을 저비용에 공정이 간단하고, 대면적 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 논문에서는 나노-스피어 리소그래피 공정을 이용하여 실리콘 기판 위에 2차원 광자결정 구조를 제작하였다. 실리콘 기판 위에 직경이 500 nm 인 폴리스티렌 나노-스피어를 스핀 코팅 방법으로 단일막을 형성하였다. 스핀코팅 조건은 스핀속도와 시간을 조절하여 1단계는 400 rpm에서 10초, 2단계는 800 rpm에서 120초, 3 단계는 1400 rpm 에서 10초로 공정하였다. 그리고 산소 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각공정으로 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절할 수 있었으며, 이때 실리콘 기판 위에 형성된 다양한 크기의 폴리스티렌 나노-스피어 단일막은 금속막 증착시 마스크의 역할을 하게 된다. 금속막의 증착은 RF 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하였으며, 공정 조건은 RF power를 100W, 공정 압력을 5 mTorr, Ar 유량을 10sccm으로 하였다. 스퍼터링 공정 후 폴리스티렌 나노-스피어를 제거함으로써 2 차원 광자결정 구조를 제작할 수 있었다. 실험 결과 단일막으로 형성된 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절함으로써 다양한 2차원 광자결정 구조 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.530-531
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• 2008

본 논문에서는 우수한 광학 특성으로 활발히 연구되고 있는 광자결정(PCs)과 이를 변형시킨 광자준결정(PQCs) 구조를 설계하고 특성을 평가, 비교하였다. 특성 평가는 cubic 및 hexagonal 기본격자의 PCs와 8-fold PQC 구조를 비교하였으며 각각 동일한 충진률 동일한 굴절률 차이의 조건을 갖도록 설계하여 구조에 따른 PBGs 변화를 살펴보았다. 계산 방법은 Maxwell 방정식을 이용한 finite difference time domain (FDTD) 전산모사법을 사용하였다. 본 연구의 결과로부터 잘 설계된 2차원 PQCs는 낮은 굴절률차이(${\Delta}n$)의 물질 구조에서도 완전한 광자밴드갭(photonic bandgaps: PBGs)를 가질 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구진은 다중회전 홀로그래피 방법 (multi-rotational holographic method)을 이용하여 설계된 PQCs를 완벽하게 재현하려는 공정을 진행 중에 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.132-133
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• 2007

$In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}N$ 다중 양자우물 녹색 발광 다이오드에 2차원 광자 결정을 이용하여 음극선 발광의 향상을 관찰 하였다. 정사각형 배열의 2차원 광자 결정의 주기와 격자 상수는 200/500 nm 이고 전자빔 리소그래피로 광자결정 패턴을 제작한 후, 플라즈마 건식 식각법으로 패턴을 구현하였다. 식각 시간의 차이를 둔 구현된 패턴의 홀 깊이는, 각각 ${\sim}69nm,\;{\sim}99nm,\;{\sim}173nm$ 이었다. 전계 방사 주사 현미경 측정 결과, 형성된 홀은 끝이 잘린 역전된 원뿔 모양으로 식각 되었다. 식각 된 홀의 깊이에 따라 광자 결정이 있는 부분이 없는 부분보다 최대 ${\sim}30$배 많은 광자가 검출 됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.381-383
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• 2005

바이오센서 응용을 위한 대칭 및 비대칭 마하젠더 간섭계 광도파로 소자의 설계, 제작 및 광학적 응답특성을 평가하였다. 설계 제작된 광도파로 소자의 압력광원은 각각 1550nm와 632.8nm이고, 코어와 클래딩의 굴절률차는 0.45 $\Delta$%로 설계 제작하였다. 센서부(상위 클래드)의 금 박막의 미소 굴절률 변화에 따른 TE, TM모드의 특성을 분석하였다. 센서의 보다 높은 감도 개선을 위한 나노-광자결정 구조가 주목받고 있는데, 광자결정 구조의 구현를 위한 리소그래피 공정은 높은 분해능과 신뢰성 있는 나노스케일의 공정이 요구된다. 광-바이오센서의 감도 개선을 위해 센서부 표면에 2차원 나노-광자결정 배열을 제안하고 이를 구현하기 위한 Dip-Pen Nanolithography 공정에 대해 고찰하였다.

• 한국광학회지
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• 제20권4호
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• pp.211-216
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• 2009

초소형 광집적 회로를 실현하기 위해 실리콘 기반의 2차원 광자 결정에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서 대표적 구조인 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정은 우수한 광학적 특성을 가지나, 다양한 소자를 집적화하기에는 기계적 강도가 약하다. 본 연구에서는 기계적 강도를 향상시킨 대칭적인 저굴절률 실리카 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정을 제안하며, 공기 및 실리카 클래딩을 갖는 광자 결정 슬랩 구조의 광학적 특성을 이론적으로 비교하였다. 3차원 유한 차분 시간 영역법을 이용하여 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정 슬랩 구조를 분석한 결과, 광통신 대역에서 약 330 nm의 광자 밴드갭과 약 100 nm의 무손실 도파 대역을 가짐을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 실리카 클래딩을 갖는 2차원 광자 결정 슬랩 구조를 계산한 결과, 클래딩의 굴절률이 공기보다 높음에도 불구하고 공기 클래딩 구조의 광학적 특성에 버금가는 약 230 nm의 광자 밴드갭과 약 90 nm의 무손실 도파 대역을 갖는 구조를 설계하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.38-38
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• 2009

Characteristics of the photonic bandgaps (PBGs) in two-dimensional photonic crystals (2D PCs) with a hexagonal lattice have theoretically studied using a finite difference time domain (FDTD) simulation. In this research, we propose a concept of optical coverage ratio (OCR) as a new structural parameter to determine the PBGs for E-polarized light. The OCR is an optically compensated filling factor. It is possible to normalize the PBGs of 2D PCs by introducing the OCR.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2004년도 하계학술발표회
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• pp.158-159
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• 2004

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.309-312
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• 2004

레이저 홀로그래피 방법과 반응성 이온식각 방법(RIE: reactive ion etching)을 사용하여 2차원 광자결정을 제작하였다. 육변형(hexagonal) 및 사변형(square) 광자결정 격자는 첫 번째 레이저 노광 후 시편을 각각 60도 및 90도 회전하고 다시 두 번째 노광을 통하여 제작할 수 있었다. 또한 사변형 광자결정 격자의 나노컬럼(nanocolumn)의 크기와 주기는 레이저 입사각에 따라 각각 125∼145 nm, 220∼290 nm로 미세한 조정이 가능하였다. 마지막으로 CH$_4$/H$_2$ 가스를 이용한 반응성 이온식각 방법을 통하여 aspect ratio가 1.5 이상인 InP/InGaAsP nanocolumn을 제작 할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.498-501
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• 2005

Photonic crystals, periodic structure with a high refractive index contrast modulation, have recently become very interesting platform for manipulation of light. The existence of a photonic bandgap, a frequency range in which propagation of light is prevented in all direction, makes photonic crystal very useful in application where spatial localization of light is required for waveguide, beam splitter, and cavity. But fabrication of 3 dimensional photonic crystal is still difficult process. a concept that has recently attracted a lot of attention is a planar photonic crystal based on a dielectric membrane, suspended in the air, and perforated with 2 dimensional lattice of hole. We show that the polymer slabs suspended in air with triangular lattice of air hole can exhibit the in-plane photonic bandgap for TE-like modes. The fabrication of Si master with pillar structure using hot embossing process was investigated for 2 dimensional low-index-contrast photonic crystal waveguide.