IAAL을 이용한 나노입자 패터닝 기술의 3차원 수치해석

Abstract

본 연구에서는 다양한 패터닝 기술이 고안된 현재의 IAAL 에 알맞은 3차원 시뮬레이션을 구현하고 그 가능성을 확인하였다. 실험조건을 바탕으로 3차원 푸아송방정식 솔버를 이용해 등간격 격자메쉬의 전기장 그리고 정전기 나노렌즈를 3차원 수치해석 하였고, 이를 가시화하였다. 계산된 전기장을 바탕으로 랑주뱅 방정식을 4차 룽게-쿠타 방법으로 3차원 수치해석하여 나노입자 의 궤적을 예측하였다. 또한 활성영역에 도달한 나노입자를 On-lattice 방법으로 증착하여 3차원 수치해석을 이용해 IAAL을 이용한 나노입자 패터닝 기술을 3차원 구현하였다. 이는 10nm의 등간격 격자메쉬에 대해 기존 2차원 단면 시뮬레이션과 비교되었으며, 증착초기에 가우스 분포를 따르는 구조물의 스텀프 형성과 이후의 팁 형성 그리고 해상도, 구조물 다공성 측면에서 실제 실험결과에 근사한 경향이 나타남을 보였다.

In this thesis, I demonstrate a three-dimensional(3D) simulation adequate for describing various patterning methods of present nanoparticle patterning technology via IAAL. Solving Poisson equation based on experimental conditions and on-lattice structured mesh, the solver calculates its electric field and electrostatic nano-lense, also visualizes the solution in 3D. Langevin's equation, numerically solved with 4th order Runge-Kutta method, predicts particle trajectory using the electric field solution. Arriving to active region, the particles are accumulated on substrate, pre-deposited particles and nano-structure in the way of on-lattice method and successfully implements 3D numerical solution of IAAL. Under condition of 10nm structured mesh, 3D simulation is compared with pre-existing 2D simulation. The result shows the improvement of similarity with experimental result in regard to the appearance of stump following Gaussian profile, tip growth, resolution, and the porosity of assembled nano-structure.