박막이란 영어로 thin film이라 부릅니다. 두께가 수 마이크로미터(100만 분의 1m) 이하인 아주 얇은 막을 말합니다. 최근 전자기기의 집적화 및 초소형화 흐름에 맞춰 그 역할이 매우 중요해지고 있습니다. 또한 박막을 포함해 실생활에서 사용하는 모든 재료들은 눈으로 구분할 수 없는 아주 작은 크기의 구조로 이뤄져 있는데, 이것을 미세조직이라고 부릅니다. 단위 구조의 모양, 크기, 분포에 따라 재료의 성질이 달라지므로 미세조직을 조절해 우리가 원하는 성질을 갖는 재료를 만들 수가 있습니다.
박막은 TV, LED 조명, 휴대전화 등 우리가 일상생활에서 많이 사용하는 전자제품의 부품을 구성하는 단위로 많이 사용합니다. 특히 반도체 제조공정에 적용하는 연구가 많이 이뤄지고 있습니다. 반도체를 만들 때, 에피턱셜 성장을 이용해 기판 위에 박막을 부착하는 방법이 대표적입니다. 에피턱셜 성장은 어떤 결정의 표면에서 다른 물질 결정이 특정한 방향으로 성장하는 현상을 말하는데 이를 반도체에 적용해, 박막을 집적회로 기판 표면 위에 기판과 같은 방향으로 증착합니다. 이 방법으로 반도체 제품의 효율을 높일 수 있습니다.
지금까지 박막은 원자나 분자 단위로 증착이 이뤄져서 만들어진다고 알려져 왔습니다. 그러나 저희 연구실에서는 하전된(전하를 띤) 나노입자 이론으로 박막의 증착 과정을 설명하고 있습니다. 원자나 분자가 아닌 이보다 훨씬 큰 단위의 입자가 먼저 만들어지고 이들이 증착되면서 박막을 형성한다는 것입니다. 따라서 이와 관련된 입자의 생성 및 증착에 대해서 배웁니다. 현재 실험실에서 연구하는 대부분의 프로젝트들은 이 이론을 기본으로 하여 박막의 특성을 향상시키는 방향으로 진행되고 있습니다. 특히, 최근에는 하전이 미세조직의 변형 속도를 빠르게 증가시킨다는 사실을 바탕으로 재료의 생산 및 공정속도를 향상시킬 수 있는 방안을 개발하고 있습니다.
저희 연구실의 가장 큰 특징은 ‘think hard’를 강조하는 것입니다. ‘무조건 열심히’가 아니라 먼저 주어진 문제의 핵심을 이해하고 이를 바탕으로 새로운 단계로 나아갈 수 있는 체계적인 접근 방법을 요구하고 있습니다. 따라서 어떠한 문제와 만나더라도 포기하지 않고 끝까지 생각할 수 있는 끈기와 도전정신이 필요합니다. 결과에 연연하지 않고 도전 과정을 즐길 수 있는 마음가짐을 가진 학생이라면 딱 이겠죠?
