새 연구: 초고속 레이저 공정으로 차세대 기술 위한 2D 소재 개선 가능성 발견

Seoul새로운 연구에 따르면 초고속 레이저가 첨단 기술 응용을 위해 2D 소재를 가공하는 데 사용될 수 있다고 합니다. 최근 빛이 이러한 소재와 상호작용하는 방식의 발전은 초고속 레이저가 그래핀이나 전이 금속 칼코겐화합물(TMDs)과 같은 물질을 변화시킬 수 있음을 보여줍니다. 이들 소재는 미래의 전자기기, 광자공학, 양자 기술, 및 센서에 중요합니다.

알렉세이 에멜리아노프와 미카 페테르손은 유바스큘라 대학교의 연구원으로, 바이오센스 연구소의 이반 보브리네츠키와 함께 새로운 가능성을 탐구하는 연구를 수행했습니다. 전통적인 방법은 종종 열 손상을 일으키고 정확도가 떨어집니다. 초고속 레이저는 이러한 문제 없이 나노 규모에서 정밀하게 제어할 수 있습니다.

• 초고속 광검출기
• 유연 전자 기기
• 생체 융합 기술
• 차세대 태양 전지

초고속 레이저는 2차원 물질을 변화시키기에 탁월합니다. 이는 레이저가 물질의 원자 구조와 직접적으로 상호작용하기 때문입니다. 이러한 상호작용은 물질의 화학적, 물리적 특성을 바꾸어 정밀한 변화를 가능하게 합니다. 연구자들은 이러한 레이저 펄스를 사용하여 환경 친화적인 기술 개발에 관심을 보이고 있으며, 마스크가 필요 없이도 가능합니다. 이러한 펄스는 물질을 추가하거나 제거할 수 있어, 첨단 장치를 제작할 수 있게 합니다.

이 연구는 여러 분야에서의 최근 발전을 강조하고 있습니다:

• 기능화
• 도핑
• 원자 재구성
• 상변화
• 2차원 및 3차원 미세 및 나노 패터닝

이러한 발전은 광 기반 장치, 전자 기기, 센서 분야의 새로운 기술로 이어질 수 있습니다. 초고속 레이저는 정밀하고 세밀한 구조물을 만들 수 있으며, 이것은 통신, 의료 검사, 환경 확인 등과 같은 분야에서 활용될 수 있습니다.

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박사 후 연구원인 알렉세이 에밀리아노프는 초고속 레이저 가공이 유연한 방법이라고 말합니다. 이 방법은 2D 소재를 정확하게 조정하고 변경할 수 있어 새로운 해결책을 제시할 가능성이 있습니다.

초고속 레이저를 사용하면 연구진은 이제 수 나노미터에 이르는 높은 해상도를 구현할 수 있습니다. 이러한 세부 수준은 첨단 장치 제조에 필수적입니다. 이 기술은 원자층 내 에너지 상태를 빠른 레이저 빛의 파동과 결합함으로써 작동합니다.

엘레미아노프는 과학자들이 저차원 물질의 독특한 광학적 특성을 면밀히 연구하고 있다고 말합니다. 그들의 연구에 따르면, 초고속 레이저를 활용하는 것이 2차원 물질의 특성을 변화시키는 중요한 방법이 될 수 있다고 언급합니다.

이반 보브리네츠키는 레이저가 2차원 물질과 빠르게 상호작용하는 방식을 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 언급합니다. 이 과정에는 이러한 물질이 주변 환경 및 기판과 어떻게 상호작용하는지를 연구하는 것이 포함되어, 물리학적으로 복잡하지만 흥미로운 주제가 됩니다.

에밀리아노프, 페테르손, 그리고 보브리네츠키의 연구에 따르면 초고속 레이저는 열을 사용하지 않고도 2D 물질을 정교하게 가공할 수 있습니다. 추가 연구가 진행된다면, 이 기술은 첨단 전자, 광학 및 센서 기술 분야의 산업에 혁신을 가져올 수 있을 것입니다.