平尾一之 / 京都大學工學硏究科材料化學專攻 1. 첫머리에 최근 정보기술(IT)과 환경, 바이오공학 등 다양한 공학분야에서 나노테크놀러지가 키워드가 되어 폭넓은 분야에 파급되는 기술로서 각종 연구가 진행되고 있다. 또 근자에는 산학관을 협력한 대규모 프로젝트의 시동이 세계적으로 진행되고 있어 큰 기대를 모으고 있다. ‘나노’라는 단어가 일거에 주목을 받게 된 것은 미국의 클린턴 전 대통령이 2000년 월 캘리포니아 공과대학에서 21세기 과학연구비로 과거 50년간 최대 약 5억 달러(전년비 84% 증가)를 발표했던 일에서 발단이 되었다. 미국은 중점연구목적으로서 그림 1에 나타나 있듯이 ‘철의 10배 강도를 가진 신소재’, ‘국회도서관의 모든 정보를 각설탕 만한 크기에 담을 수 있는 기억소자’등 나노테크놀러지의 개발을 들고 있다. 한편, 일본에서는 종합과학기술회의에서 차기 과학기술기본계획으로 라이프사이언스, 지구환경 및 정보 3분야와 함께 나노융합물질, 재료를 포함하는 물질, 재료분야에 대해서도 중점화를 꾀하고 전략적으로 추진해야 한다는 것이 제시되어 있다. 이러한 제안을 받아들여 일본에서는 2001년 여름 무렵부터 5개년 계획으로 경제산업성(구 통산성)의 NEDO공모 ‘재료 나노테크놀러지 프로그램’의 조직은 현재 그림 2에 나타나 있듯이 ①나노글라스 기술, ②정밀고분자의 연구개발 ③나노메탈기술 ④나노카본 기술 ⑤나노입자 ⑥나노코팅 기술 ⑦나노기능합성 ⑧나노계측과 같은 8개의 기술개발 프로젝트로 구성되어 있다. 이것 이외에도 전체의 체계화를 위해 지식의 구조화 프로젝트라고 칭하는 나노재료 공통의 특성의 관한 평가기술, 구조해석기술을 개발하는 일도 진행하려고 하고 있다. 즉 각 프로젝트가 전체적으로 기능하도록 의도적으로 프로그램화되어 있다고 할 수 있을 것이다. 그런데 많은 후보 가운데서 선정된 필자 등의 나노글라스 기술 프로젝트에서는 대체 무엇을 할 것인가 하는 것을 우선 기술하도록 하겠다. 2. 나노글라스 기술 프로젝트란 나노글라스 기술 프로젝트의 실시체제와 내용은 그림 3과 그림 4에 나타낸 것과 같은데, 다수의 글라스와 전기, 광부품 기업이 참여하고 있다. 그런데 현재의 정보통신, 건축, 수송기재, 의료기기 등 다종다양한 제품에 이용되고 있는 글라스 재료 등의 무기비정질 재료에 있어서는 더욱 고강도, 경량, 고내열성 등 종래의 재료물성에서 비약적 향상(보텀업) 및 양자 사이즈 효과 등의 신규 광, 전자특성의 발견에 관한 새로운 기반기술개발(선도성)이 요구되고 있다. 예를 들면 균질하게 용융, 고화된 글라스 속에 미결정을 석출시켜 마이너스 팽창률을 실현하는 기술이 지금까지 알려진 기술이다. 그러나 그 미결정의 사이즈와 형상을 나노레벨에서 제어하면 팽창률 등의 열적인 물성 뿐 아니라 기계적 혹은 광학적으로 투명한 신규 기능성이 발현될 가능성이 있음에도 불구하고 그러한 나노레벨 제어기술은 거의 이루어지지 않았다. 또 20년 동안 사용되어 온 일본 독자의 VAD법(기상축부착법:Aapor Phase Axial Deposition Method)로 제조되는 광파이버의 미시적인 조직은 글라스 미립자의 응집체인데 그들을 모두 나노 미립자화하여 전도손실을 저하시키는 연구 혹은 나노 미립자의 양자사이즈 효과를 이용한 고휘도 발광현상을 유기막으로 캡슐화시켜 안정적인 재료로 새로운 기능발현을 시키려고 하는 연구 등 실용화의 가능성을 충분히 갖추고 있음에도 불구하고 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 프로젝트에서는 구조의 자유도가 큰 무기비결정 재료의 특성을 나노테크놀러지에 의해 비약적으로 향상시키는 것을 목적으로 그림 3에 나타나 있는 듯한 나노 재료연구와 프로세스 연구를 융합시켜 새로운 기능을 발현시키는 기술에 매달리기로 하였다. 3. 실용화에 대한 도전 상기 나노테크놀러지 프로그램과는 별도로 경제산업성은 산업경쟁력의 강화를 목적으로 실용화를 시야에 둔 프로젝트를 ‘포커스 21’이라고 이름짓고 올해부터 일제히 가동했다. 일반적으로 사업화 바로 전의 연구개발은 앞으로 시장의 확인이 어렵다는 점에서 민간기업에게 투자 리스크가 커서 ‘죽음의 계곡’이라고 불린다. ‘포커스 21’은 이 죽음의 계곡에 다리를 놓는다는 것이 목표로 되어 있다. 이에 따라 나노테크놀러지, 재료분야에서 11건의 ‘포커스 21’ 프로젝트가 2개년 계획으로 시작되다. 이 성(省)은 나노테크놀러지 프로그램 ‘나노글라스 기술 프로젝트(2001~2006)’의 성과에 대해서 2010년 단계에서의 수요창출효과를 시산하고 ‘디스플레이용 고강도 나노글라스(약 780억엔 시장)’과 ‘디바이스용 고기능화 나노글라스(약 430억엔 시장)’이 경제활성화를 산출할 것이라고 판단하고 ‘포커스 21’프로젝트로서 ‘나노글라스 기술 프로젝트’부터 먼저 실용화에 도전하게 되었다. 이하에 이 새로운 두 프로젝트의 개요 및 ‘나노글라스 기술 프로젝트’ 가운데에서도 특히 실용화에 가까운 것에 초점을 맞추어 설명하겠다. 가. 디바이스용 고기능화 나노글라스 -1장의 광디스크에 4장 분량을 기록할 수 있다- 종래의 광디스크에 나노글라스 박막을 코팅하는 것만으로 기억용량을 4배나 높일 수 있는 기술의 개발에 성공했다. 앞으로 주류가 될 청색 반도체 레이저의 빔경단면적을 렌즈 효과에 의해 거의 4분의 1로 줄일 수 있는 박막을 기판 위에 추가 코팅함으로써 기록밀도의 4배를 실현했다. 그림 5의 기록층 위에 위치하는 개발한 나노글라스 박막은 스피넬 구조를 갖는 산화코발트의 주상(柱狀) 나노입자를 분산, 석출한 나노글라스 박막으로 세계 최고의 가역적 고굴절률 변화를 실현했다. 또한 새로이 코발트, 크롬, 지르코늄으로 된 금속 글라스 박막에서도 동등 이상의 고굴절률 변화를 실현할 수 있는다는 것도 발견했다. 이들 박막은 특히 파장 405나노미터의 청색 반도체 레이저 조사로 굴절률 변화량이 40%로 현저하게 변화한다. 이 굴절률 변화의 응답속도는 나노초 이하로 초고속이다. 또 이 박막은 나노미터의 적색 반도체 레이저 조사에 의해서도 굴절률 변화량이 10%로 크게 변화한다. 이렇게 굴절률이 현저하게 변화하는 박막을 광디스크에 적용하면 읽고 쓰기에 이용되는 반도체 레이저의 빔경을 굴절률 변화에 기인하는 렌즈효과로 작게 만들 수 있으므로 시스템을 대폭 변화시킬 필요는 없다. 또 단파장 반도체 레이저, 높은 개구수(開口數) 렌즈, 다층기록방식, 또는 광자기기록이나 근접장광기술 등의 조합에 의해 테라바이트급의 대용량화를 달성할 가능성도 있다. 덧붙여 1 테라바이트라는 것은 영화(2.5시간)을 게속해서 200편 기록할 수 있는 용량이다. 이야말로 클린턴 전 미국 대통령이 말하는 국회도서관의 모든 정보를 각설탕 사이즈에 수용할 수 있는 기술인 것이다. 빛을 조사함으로써 크게 굴절률이 변화하고, 렌즈효과로 빛의 사이즈를 작게할 수 있다. 나. 디스플레이용 고강도 나노글라스 -PDP의 두께를 반으로- 종래의 글라스 강화법에는 뜨겁게 한 글라스는 급격하게 식히는 방법과 글라스의 표층에 결정층을 형성하는 방법 등이 있다. 모두 글라스의 표면에 미리 압축력을 가해 두면 잘 갈라지지 않게 된다는 원리를 응용한 것인데, 700℃에서 400℃라는 고온에서 처리하기 때문에 그것에 견딜 수 있을 만큼의 두께가 필요하게 된다. 이에 대해 필자 등은 펨트초 초단 펄스레이저를 사용하여 글라스의 표층 하부에 주위의 글라스와는 물성이 다른 이질상의 영역을 형성하자 그 이질상에 의해 크랙의 진전을 막을 수 있다는 것을 밝혀냈다.(그림 6) 이 레이저는 빛을 조사하는 가격이 펨트(1펨트는 1 천조분의 1)초 레벨로 원자가 주기운동하는 시간보다도 훨씬 짧으므로 글라스 내부에 이 빛을 쏘이면 다광자 흡수로 이온화하고 그 상호작용으로 충격압력 등이 발생하여 글라스 구조에 갈라짐이 생기는 일 없이 보다 고밀도화한 상태로 재배열된다. 그 부분은 수 십 나노미터로 인간의 머리카락 굵기의 수 천 분의 1이라는 작은 점이므로 글라스 투명도에 영향은 없다. 필자 등이 7년 전에 세계 최초로 발견한 현상인데, 이것을 글라스의 강도를 높이는데 응용했다. 이질상은 글라스의 표면에서 10~100㎛의 깊은 곳에 만든다. 게다가 실온에서 처리할 수 있으므로 상당히 얇은 글라스에도 대응할 수 있다. 따라서 대화면 디스플레이에 대한 응용을 기대할 수 있다. 예를 들면 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 가운데 2007년경에 제품화되는 80인치 타입에는 두께 3㎜의 글라스를 3장 사용한다는 것이 상정되어 있다. 그 무게는 50㎏인데 이 기술로 강도를 2배 이상으로 만들 수 있으므로 두께가 1.5㎜에 무게는 반이 될 전망이다. 또 파괴강도의 비균일이 거의 없다는 것도 특징으로 기계적 강도의 신뢰성을 높일 수 있다. 포커스 21 프로젝트에서는 종래의 열처리 방법과도 융합시켜 레이저 조사장치를 도입한 글라스 제조 라인에까지 구축하는 일도 기대되고 있다. 다. 메트로계 광통신에서 사용하는 극미한 광부품을 초소형화 글라스 재료의 나노가공기술의 고도화에 대한 도전으로 도시권에서의 광통신에서 큰 시장이 기대되는 여러 가지 디바이스의 시작에 성공하고 일부 실용화했다. 지금까지 반도체 실리콘에 대한 적용은 있었지만 글라스 재료에 대한 나노가공은 거의 없었다. 현재의 대도시들을 연결하는 간선계 광통신의 주류는 한 줄의 파이버로 파장이 다른 많은 광신호를 한꺼번에 전송할 수 있는 파장다중(WDM)방식이다. 이 기술이 나아가서는 도시의 내부, 즉 메트로형으로도 사용될 전망으로 현재의 ADSL의 10배 이상의 속도로 각 가정끼리 통신이 가능하게 된다. WDM방식에서는 몇 개 파장의 광통신을 합치기도 하고 나누기도 하는 디바이스가 필요하다. 간선계용으로 개발된 합분파 디바이스에서는 신뢰성이 높은 글라스 재료로 형성된 광도파로가 다용되고 있는데, 대규모로 고가인 것이 많아, 메트로형에서 강하게 요구되는 저원가화와 소형화에는 적합지 않다. 즉 메트로형으로 사용되는 광디바이스의 대부분은 맨홀 속이나 전주에 설치되기 때문에 좁은 장소에 수납할 수 있고 동시에 온도와 습도의 변화에 대해 안정적이어야 한다. 나노글라스 프로젝트에서는 메트로계의 소형 광디바이스에 적합한 글라스 재료의 개발과 그 나노가공기술에 매달려 간선형에서 주류인 도파로형과는 다른 새로운 합분파 디바이스의 개발을 추진해 왔다. 그 결과 실리카 글라스를 베이스로 한 글라스 재료에서 플라즈마에칭법으로 그림 7과 같은 빛의 파장과 같은 정도의 주기로 요철 구조를 형성함으로써 통신파장인 1.55㎛대에서 90%이상의 효율로 파장을 고정도로 나눌 수 있는 디바이스를 실현할 수 있었다. 즉 두 개 파장의 광 1, 2를 종래의 약 10분의 1 사이즈의 주기구조 디바이스로 둘로 나누는 모습을 그림8에 나타내었다. WDM통신에서는 필수조건이라고 하는 편파무의존화(종파와 횡파로 분파특성이 변화하지 않는 것)에 대해서도 본 디바이스에서는 0.2db 이하로 억제할 수 있다는 것을 확인했다. 앞으로는 더욱더 미소화에 도전하여 폭 2㎜, 길이 10㎜ 정도의 칩 위에 기능을 집적화할 예정이다. 이 사이즈라면 예를 들어 6인치 기판 위에 수 백 개의 디바이스를 한꺼번에 형성할 수 있다. 종래 실리콘 등의 반도체에 비해 어렵다고 이야기되어 왔던 글라스의 미세가공기술에 1.5배의 속도로 플라즈마 에칭할 수 있는 글라스의 개발과 에칭할 때 이용되는 금속 마스크와 그 형성방법을 연구했다. 그 결과 실리카와 다른 조성, 예를 들면 질화실리콘 혹은 산화티탄 등의 다층막에 있어서도 극미한 주기구조체를 나노레벨의 정도로 성형할 수 있게 되었다. 이에 따라 광학적으로는 3차원적인 주기구조를 쉽게 형성할 수 있어 광통신 분야뿐 아니라 그림9에 있는 것과 같은 청색 레이저를 사용한 초고밀도 광메모리의 광학 헤드 등을 칩 위에 집적화하기 위한 기반기술이 완성되어 실용화를 향해 크게 한 걸음 내딛었다. 라. 3차원 광집적회로 앞서 기술한 바와 같이 120~250펨트초(1펨트초 = 10-15)로 극히 짧은 펄스폭의 레이저를 집광하여 글라스 내부에 조사하는 것만으로 글라스 내부의 임의점에서 빛의 굴절률을 임의로 변화시키는 것을 필자 등은 1996년에 성공했다. 굴절률을 임의로 변화할 수 있으므로 광화이어와 마찬가지로 빛을 폐쇄시켜 글라스 내부에 빛이 나아갈 길이 생긴다. 또한 3차원적으로도 도파로를 만들 수 있다. 3차원 광집적회로는 현재의 반도체 회로에는 없는 큰 특징이다(그림 10). 좀더 상세하게 설명해 보겠다. 펨트초 레이저처럼 펄스폭이 상당히 짧다는 것은 바꿔 말하면 높은 피크파워를 얻을 수 있다는 것이다. 초단시간에 에너지가 내부로 축적되어 비선형 상호작용, 이온화, 플라즈마 가열, 플라즈마 진동의 여기 등 여러 가지 물리현상이 일어나 고밀도화가 생긴다. 게다가 격자진동보다 짧은 시간에 에너지가 주어지므로 격자계로 에너지가 전달되지 않아 열을 주지 않는다. 즉 열효과가 거의 없으므로 갈라짐이 전혀 발생하지 않는다. 이것을 이용하여 여러 가지 물질의 고밀도화(고굴절률 변화)의 구조변화를 국소적으로 일으킬 수 있다. 예를 들면 앞에서 기술한 고강도 글라스를 만들 수 있었다. 이 고밀도화에 따른 굴절률 변화를 일으키려면 일정한 방사능 피폭 안전수치가 존재한다. 따라서 집광강도가 가장 높은 스포트만을 선택적으로 변화시킬 수 있다. 일반적으로 빛과 글라스를 반응시킬 경우 기본적으로 글라스가 흡수하는 파장의 빛을 조사한다. 흡수하지 않으면 빛은 투과해 버리기 때문이다. 자외선과 같은 짧은 파장을 사용하면 글라스 표면 근방에서 에너지가 전달되어 상호작용이 일어난다는 것이 잘 알려져 있다. 그러나 이것으로는 글라스 내부에서 상호작용이 일어나도록 할 수는 없다. 하지만 이것이 높은 피크파워를 가진 펨트초 레이저라면 집광강도가 방사능 피폭 안전수치 이상의 집광점에서는 본래 흡수되지 않는 파장이라도 다광자 과정으로 상호작용이 일어난다. 실제로 사용한 레이저의 파장은 글라스의 종류에 관계없이 흡수되지 않는 800㎚의 근적외광이다. 1펄스 1μJ, 레이저의 반복 주파수 200KHz, 10배의 대물렌즈로 글라스 내부에 집광한 결과, 집광점에서 10-2~10-3 오더의 굴절률 변화가 관찰되었다. 이 값은 현재의 광통신 등에서 사용되고 있는 광파이버나 광도파로의 코어와 크래드와의 굴절률차가 10-3 오더이므로 충분히 사용할 수 있는 값이다. 이러한 굴절률 변화에 대해 레이저 조사 직후의 물리현상은 밝혀지지 않았지만 직접적인 요인은 글라스의 고밀도화이다. 엑시머 레이저나 자외광 조사로 표면의 광굴절률이 변화한다는 것은 이미 보고되어 있지만 800㎚이면서 글라스 내부에서의 광굴절률 변화는 세계 최초의 관찰이었다(특허 공개 중 : 特開平 09-311237, 미국 09/33109호, EP97104320, 오스트레일리아 713199호, 한국 1997-8586). 펨트초 레이저를 광학현미경에 입사시켜 초점에 대해 컴퓨터 제어 스테이지에서 글라스를 XYZ축 방향으로 이동시킴으로써 주기적, 연속적인 라인을 만들 수도 있다. 이로써 초점거리에 대해 2차원이든 3차원이든 광회로를 만들 수 있었다(그림 11(a)). 또한 깊이 방향으로 굴절률의 정도도 변경시킬 수도 있다. 반대로 싱글펄스에서도 3차원의 광여기 굴절률 변화는 가능하며 이것을 사용하면 다층기록이 생긴다. 파장 800㎚, 펄스폭 150펨트초, 30μJ의 싱글 쇼트에서는 스포트의 직경이 기입 파장의 1/4인 200㎚이 되었다. 이 기술은 대상이 될 글라스를 가리지 않는다. 값이 비싼 특별한 글라스를 사용할 필요가 없으므로 재료 원가가 실용화의 벽은 되지 않는다. 이들의 실용화는 이미 성공한 상태이다. 또한 글라스에 여러 가지 이온을 포함시키면 플라즈마화에 의한 환원반응이나 플라즈마 가열에 기초한 갖가지 현상이 일어난다. 즉 결함을 이용한 초잔광 현상(그림 11(b))나 열처리를 동반하는 일 없이 글라스 내부에 단결정을 석출시킬 수도 있다. 글라스에 도프할 원소를 바꿈으로써 티탄산 바륨의 단결정(압전소자)나 바륨보레이트(제2고주파 소자)의 단결정(그림 11(c))를 제작한다. 마. 초소형 다심 접속용 직각광 -전기변환 커넥터의 개발 레이저 묘화를 이용한 광도파로의 응용- 필자 등은 超先端電子技術開發機構와 센트럴 硝子가 공동으로 3차원 광도파로를 이용한 싱글 모드형 직각변환 커넥터를 신규로 개발, 실용화에 성공했다(그림 12). 그 구조는 매트릭스 배열한 코어를 거울로 일괄 광로 변환한 것으로 다심의 싱글모드 파이버끼리를 일괄 접속할 수 있는 기능을 갖는다. 직각변환 코넥터 중의 3차원 광도파로는 벌크 글라스 속에 레이저 묘화를 실시하여 제작했다. 800㎚의 레이저광을 수 백 펨트초의 펄스로 조사하고 글라스 내부의 굴절률 변화를 일으킴으로써 광도파로를 제작할 수 있다. 이 방법을 이용하여 광전기 혼재 실장용 직각변환 코넥터를 신규로 개발했다. 3차원 광도파로의 코어는 거울반사 전후에도 연속되고 있다는 점에서 마이크로렌즈 등의 광학부품을 필요로 하지 않고 직접 광파이버 등의 부품과 접속할 수 있다. 부품 점수를 줄일 수 있다는 점에서 코넥터의 소형화뿐 아니라, 미래를 위한 저가격화에 대한 기여도 크다. 250㎛피치에서 코어를 배열시키면 기존의 MT형 코넥터페룰과도 접속이 가능하다. 현재는 싱글모드 타입이지만 멀티모드 타입에 대해서도 검토할 것이다. 삽입손실은 종래의 적층형 광도파로보다도 낮출 수 있었다. 바. 포토닉 결정 나노구조를 잘 이용한 광디바이스에 대한 응용이 임박한 것으로서 포토닉 결정이 있다. 결정 속에서는 원자가 규칙적으로 배열하고, 그에 따라 전자가 받아들일 수 있는 에너지 상태가 결정된다. 마찬가지로 나노미터 사이즈의 미립자나 구조가 규칙적으로 늘어선 계(系)에서는 결정 속의 전자구조와 마찬가지로 광자가 점유할 수 있는 에너지 준위와 에너지 갭이 존재한다. 이러한 물질을 포토닉 결정이라고 한다. 이 물질 속에서는 특정한 파장을 가진 빛은 전혀 존재할 수 없기 때문에 완전한 빛의 셔터나 필터를 제작할 수 있다. 또 빛의 도파로 주위에 포토닉 결정을 두면 어느 파장의 빛이든 도파로 밖으로 누출되는 일이 없기 때문에 빛의 줄기를 완전히 직각으로 꺾을 수도 있다. 그림13은 미세한 스포트를 규칙적으로 늘어놓아 만들 수 있는 2차원 포토닉 결정 속에 그린 곡선 광도파로의 경사가 급한 광전파의 개념을 나타내고 있다. 빛은 화살표로 표시된 영역으로 무손실로 전달된다. 이러한 스포트는 여러 가지 방법으로 만들 수 있는데 그림14는 펨트초 레이저의 3 광속 간섭으로 필자 등이 형성한 2차원 포토닉 결정을 나타낸다. 그림 속의 스포트간의 거리 α는 빛의 파장의 반 정도로 가시광이 대상이라면 α는 수 백 나노미터가 된다. 이렇게 포토닉 결정을 이용하면 광신호를 모든 방향으로 전달할 수 있으므로 미세한 광스위치나 광증폭기 등과 조합시킴으로써 그림 10에 나타난 것과 같은 광집적회로를 만드는 것이 원리적으로 가능해진다. 광신호에 의한 정보처리의 속도를 전기신호보다 한 단계 높은 속이므로 광집적회로에 의해 컴퓨터의 기능도 향상된다. 사. 초저손실 광도파로용 글라스 박막의 개발 본 프로젝트의 연구 테마 가운데 하나로 나노글라스 기술을 이용하여 초저손실 광도파로를 실현하겠다는 것이 있다. 따라서 글라스 박막의 개발에 매달려 저온(400℃) 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 Δ가 1.8%인 슬러브 도파로 구조를 형성, 파장 1550㎚에서 0.005㏈/㎝의 초저손실 값을 실현했다. 이것은 종래의 탑데이터(0.03㏈/㎝)을 크게 상회하는 값이다. 상기 초저손실 값은 글라스 박막형성을 할 때 혼입, 부착하는 파티클이 광손실에 강하게 의존하고 있다는 것을 발견, 마이크로미터 레벨 이상의 파티클의 혼입 수를 대폭 저감하는 나노테크놀러지 기술을 개발함과 동시에 글라스 박막조성의 최적화(SiO2-GeO2-PO2), 그 막후(膜厚) 및 굴절률의 균일화 기술을 집결함으로써 달성되었다. 앞으로는 상기 결과에 기초하여 한 차원 높은 초저손실 글라스 박막의 실현 및 그것을 이용하여 도파로 디바이스의 초저손실, 소형화를 실행할 예정이다. 아. 초고휘도 발광 글라스 초고휘도 발광 글라스의 개발도 이루어지고 있다(그림 15). 용액 속에서 발광효율이 10% 정도인 반도체 나노 미립자가 이미 제작되어 있다. 이들은 CdSe의 입경을 3㎚에서 6㎚으로 변화시킴으로써 그 양자효과에 기초하여 발광색이 변화하는, 아주 흥미진진한 성질을 나타낸다. 그러나 그 수명은 몇 시간으로 불안정하고 농도를 올릴 수도 없다. 이것을 글라스 속에 될 수 있는 한 반도체 나노 미립자를 고농도에서 안정하게 유지하게 되면 디스플레이나 야간조명 등에 사용하는 발광 글라스를 얻을 수 있다. 글라스 속에서의 발광 초미립자의 농도를 올릴 수 있기 때문에 예를 들면 역미셀법에 의해 직경 수 십 ㎚의 글라스 미립자를 제작하고 그 속에 평균 1개의 반도체 나노 미립자를 도프하고, 그 후 이 미립자를 글라스 속에 균일분산시키는 소위 캡슐화하는 방법도 시도하여 성공했다. 또한 이러한 초미립자를 규칙배열시켜 발광효율의 가일층 고효율화(100배화)도 검토하고 있다. 4. 맺으며 지면의 사정상, 각 토픽스의 나노글라스를 상세하게 설명할 수는 없었다. 또 다른 나노글라스도 소개하지 못했다. 그러나 실용화가 진행됨에 따라서 재료특성에 대한 재검토가 필요하다고 생각되므로 앞으로 기회를 보아 상세하게 메카니즘 등을 공개해 나갈 생각이다.