KR100604130B1 - Core-removed nano structure and preparation thereof - Google Patents

Core-removed nano structure and preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100604130B1
KR100604130B1 KR1020030026068A KR20030026068A KR100604130B1 KR 100604130 B1 KR100604130 B1 KR 100604130B1 KR 1020030026068 A KR1020030026068 A KR 1020030026068A KR 20030026068 A KR20030026068 A KR 20030026068A KR 100604130 B1 KR100604130 B1 KR 100604130B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc oxide
core
nanowires
nanostructure
nanowire
Prior art date
Application number
KR1020030026068A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040092583A (en
Inventor
이규철
안성진
Original Assignee
학교법인 포항공과대학교
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 학교법인 포항공과대학교 filed Critical 학교법인 포항공과대학교
Priority to KR1020030026068A priority Critical patent/KR100604130B1/en
Publication of KR20040092583A publication Critical patent/KR20040092583A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100604130B1 publication Critical patent/KR100604130B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56After-treatment

Abstract

본 발명은 중심부(core)가 제거된 나노 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 산화아연 나노선 위에 금속, 반도체, 유전체 등의 다양한 이종물질을 코팅시켜 제조된 다중벽(core-shell) 구조의 산화아연계 나노선에서 중심 소재인 산화아연을 부식성 가스, 무기산, 플라즈마 등을 사용하여 제거함으로써 제조된 속이 빈 나노 구조체는, 나노선에 비해 부피 대 단면적 비가 2배 이상 크고, 모양과 길이 및 중심소재 제거 정도의 조절 및 빈 공간에 이물질의 주입 등을 통해 다양한 특성 및 구조를 제공할 수 있고, 다양한 나노소자의 핵심부품을 단일구조체로 제조할 수 있어 다기능 집적형 나노소자 및 나노시스템을 구현하는데 유리하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a nanostructure with a core removed and a method for manufacturing the same. A multi-wall (core-shell) manufactured by coating various heterogeneous materials such as metals, semiconductors, and dielectrics on zinc oxide nanowires according to the present invention. The hollow nanostructure manufactured by removing zinc oxide, which is a core material, from a zinc oxide nanowire having a structure using a corrosive gas, an inorganic acid, a plasma, etc., has a volume to cross-sectional area ratio of more than twice that of the nanowire. Multi-functional integrated nano-devices and nano-systems can be provided by providing various characteristics and structures through the control of length and removal of core material and injection of foreign matters into empty spaces. It can be used to advantage.

Description

중심이 제거된 나노 구조체 및 이의 제조방법{CORE-REMOVED NANO STRUCTURE AND PREPARATION THEREOF} Core structure-free nanostructures and method for manufacturing the same {CORE-REMOVED NANO STRUCTURE AND PREPARATION THEREOF}             

도 1은 본 발명에 따른 중심부(core)가 제거된 나노 구조체의 기본 구조도로서,1 is a basic structural diagram of a nanostructure from which a core is removed according to the present invention.

(a)는 중심부가 제거된 나노튜브(nanotube) 구조를 나타내고,(a) shows a nanotube structure from which the center is removed,

(b)는 중심부가 제거된 다중벽 나노튜브 구조를 나타내고,(b) shows the multi-walled nanotube structure with the core removed;

(c)는 중심부가 제거된 나노캡(nanocap) 구조를 나타내고,(c) shows a nanocap structure with the core removed;

(d)는 중심부가 제거된 나노티(nanotee) 구조를 나타내며;(d) represents a nanonote structure with the core removed;

도 2는 본 발명에 따른 중심부가 제거된 나노 구조체를 이용한 나노소자 및 나노 시스템의 기본 구조도로서,2 is a basic structural diagram of a nano-device and a nano-system using the nanostructure from which the center is removed according to the present invention.

(a)는 중심부가 제거된 나노 구조체를 이용한 저장 시스템(storage system) 및 전달 시스템(delivery system) 등과 같은 나노 시스템의 구조도이고,(a) is a structural diagram of a nano system such as a storage system and a delivery system using a nanostructure having a core removed therefrom,

(b)는 중심부가 제거된 나노 구조체를 이용한 전자 고이동 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT), 스핀소자(spintronics) 등과 같은 나노 소자의 구조도이고,(b) is a structural diagram of a nano device such as a high electron mobility transistor (HEMT), spintronics, etc. using the nanostructure having the core removed therein;

(c)는 중심부가 제거된 나노 구조체를 이용한 가스 센서(gas sensor), 광검출(photo-detector) 소자, 정류기(rectifier), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등과 같은 나노 소자의 구조도이며; (c) is a structural diagram of a nano device such as a gas sensor, a photo-detector device, a rectifier, a light emitting diode (LED), etc. using the nanostructure having its core removed;

도 3은 본 발명에 따른 다중벽 구조의 나노선, 및 중심부가 제거된 다중벽 나노 구조체의 투과전자현미경 사진(TEM)으로서, 3 is a transmission electron micrograph (TEM) of a multi-walled nanowire and a multi-walled nanostructure having a core removed therefrom according to the present invention.

(a)는 중심부가 제거되지 않은 다중벽 구조의 나노선의 투과전자현미경 사진이고,(a) is a transmission electron micrograph of a multi-walled nanowire without the core removed,

(b)는 중심부가 제거된 다중벽 나노 구조체의 투과전자현미경 사진이고,(b) is a transmission electron micrograph of the multi-walled nanostructure from which the center is removed,

(c)는 중심부가 제거된 다중벽 나노관, 나노티, 나노캡의 투과전자현미경 사진이며;(c) is a transmission electron micrograph of the multi-walled nanotubes, nanotees, and nanocaps with cores removed;

도 4는 본 발명에 따른 중심부가 제거된 나노 구조체(질화갈륨(GaN) 나노튜브)의 X-선 회절분석(XRD) 그래프의 결과를 나타낸다.Figure 4 shows the results of the X-ray diffraction analysis (XRD) graph of the nanostructures (gallium nitride (GaN) nanotubes) is removed from the center according to the present invention.

본 발명은 중심부(core)가 제거된 나노 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 산화아연 위에 다양한 이종물질을 코팅시킨 다중벽(core-shell) 구조의 산화아연계 나노선에서 중심 소재인 산화아연을 부식성 가스, 무기산, 플라즈마 등을 사용하여 제거함으로써 제조된 중심부가 제거된 나노 구조체, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanostructure with a core removed and a method for manufacturing the same. Specifically, the core material is a core material in a zinc-oxide-based nanowire having a core-shell structure coated with various heterogeneous materials on zinc oxide. The present invention relates to a nanostructure obtained by removing zinc oxide using a corrosive gas, an inorganic acid, a plasma, and the like, and a method of manufacturing the same.

100 nm 이하의 크기를 가지는 반도체 나노 소재 및 나노 구조체(예: 탄소 나 노튜브)는 물질의 종류에 따라 다양한 물리적 특성을 보일 뿐만 아니라, 사이즈에 따라 양자화된 에너지 준위가 형성되어 독특한 전기적, 광학적 특성을 보인다. 특히, 중심이 빈 나노관, 나노티, 나노캡 등과 같은 나노 구조체는 다중벽 두께가 3 내지 20 nm로 아주 작아 양자 구속효과가 뛰어나고, 나노선에 비해 부피 대 단면적 비가 2배 이상 커서 생화학 센서(bio-chemical sensor) 등에 매우 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 중심부가 제거된 나노 구조체는 나노관, 나노티, 나노캡 등과 같이 다양한 입체 모양으로 존재할 수 있어 다양한 소자 재료를 주입한 저장(Storage) 및 전달 시스템(Delivery system)으로의 사용이 기대되고 있다. 예를 들면, 약물 또는 자성 재료 등을 상기 나노 구조체에 주입하여 약물 송달 시스템(drug delivery system) 및 의료 진단용 상영제 등으로 사용할 수 있다. Semiconductor nanomaterials and nanostructures (e.g. carbon nanotubes) with a size of 100 nm or less not only show various physical properties depending on the type of material, but also quantized energy levels are formed according to the size, resulting in unique electrical and optical properties. see. In particular, nanostructures such as hollow nanotubes, nanotees, nanocaps, etc. have a small multi-wall thickness of 3 to 20 nm, which is excellent in quantum confinement effects, and have a biochemical sensor (more than twice as large as volume / cross-sectional area compared to nanowire). bio-chemical sensor) and the like can be used very advantageously. In addition, since the nanostructures from which the core is removed can exist in various three-dimensional shapes such as nanotubes, nanotees, and nanocaps, they are expected to be used as storage and delivery systems injecting various device materials. . For example, a drug or a magnetic material may be injected into the nanostructure to be used as a drug delivery system and a medical diagnostic screening agent.

또한, 반도체 나노 소재 및 나노 구조체는, 일차원 반도체 나노소재를 이용한 차세대 디스플레이 및 발광소자(FED), 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET), 광검출(photo-detector) 소자, 비휘발성 자성 메모리소자뿐만 아니라, p-타입 및 n-타입 나노 구조체를 이용한 다이오드 및 정류기(rectifier), 논리회로(logic devices) 등의 다양한 나노소자가 구현되기 시작하면서 많은 관심을 받기 시작했다. In addition, semiconductor nanomaterials and nanostructures include next-generation displays and light emitting devices (FEDs), field effect transistors (FETs), photo-detector devices, and nonvolatile magnetic memory devices using one-dimensional semiconductor nanomaterials. In addition, various nanodevices such as diodes, rectifiers, and logic devices using p-type and n-type nanostructures have begun to receive much attention.

그러나, 기존의 나노 구조체는 원하는 기능을 충족시켜줄 수 있는 다양한 나노 구조물들을 단일 나노 구조체로 구현하고, 나노 구조체의 두께, 직경 및 내부 부피 등을 조절하기 어렵다는 문제점이 있어, 이를 극복하고 원하는 기능을 충족시켜줄 수 있는 나노 구조체의 개발이 필요하다. However, the existing nanostructures have a problem in that various nanostructures that can satisfy a desired function are implemented as a single nanostructure, and it is difficult to control the thickness, diameter, and internal volume of the nanostructures, thereby overcoming them and satisfying a desired function. There is a need for the development of nanostructures.

따라서, 본 발명의 목적은 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심부(core)를 제거하여 모양과 길이, 중심 산화물 제거 정도 및 제거된 중심 부분에 주입되는 이물질의 종류 등을 조절할 수 있는, 다양한 특성 및 구조를 갖는 중심부가 제거된 나노 구조체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to remove the core of the zinc oxide nanowire of the multi-wall structure to control the shape and length, the degree of removal of the central oxide and the kind of foreign substances injected into the removed central portion, and various characteristics. And to provide a nanostructure and a method for manufacturing the nanostructure having a structure is removed.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 유기금속 화학 증착법에 의해 제조된 산화아연 나노선 위에 전이금속계 물질, 질화물 반도체, 유전체 등의 이종물질을 코팅하여 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 수득한 후, 그의 중심부(core)를 부식성 가스, 무기산, 플라즈마 등을 사용하여 제거하는 것을 포함하는, 중심이 일부 또는 전체적으로 비어있는 나노 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, a zinc oxide nanowire having a multi-wall structure is obtained by coating a heterometal such as a transition metal material, a nitride semiconductor, and a dielectric material on a zinc oxide nanowire prepared by an organometallic chemical vapor deposition method. Thereafter, there is provided a method of making a nanostructure, which is partially or wholly hollow in its center, including removing its core with a corrosive gas, inorganic acid, plasma, and the like.

또한, 본 발명에서는 상기 방법에 의해 제조된, 5 내지 30 nm 범위의 직경을 갖는, 중심이 일부 또는 전체가 빈 나노 구조체를 제공한다.In addition, the present invention provides nanostructures, which are partially or entirely hollow, having a diameter in the range of 5 to 30 nm, prepared by the method.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

구체적으로, 본 발명에 따른 중심이 일부 또는 전체적으로 제거된 형태의 나노 구조체는, 유기금속 화학 증착법에 의해 제조된 산화아연 나노선 위에 목적하는 용도에 따라 다양한 이종물질이 코팅된 다중벽 구조의 산화아연계 나노선에서 중심 소재인 산화아연을 제거함으로써 나노관, 나노캡, 나노티 등과 같이 중심이 제거된 형태로 얻는 것을 특징으로 한다.Specifically, the nanostructure of the form in which the center is partially or wholly removed according to the present invention, the zinc oxide of the multi-wall structure coated with various heterogeneous materials according to the intended use on the zinc oxide nanowires produced by the organometallic chemical vapor deposition method By removing zinc oxide, which is the central material in the linked nanowires, it is characterized in that the center is obtained in the form of the center is removed, such as nanotubes, nanocaps, nanoti.

본 발명에 사용되는 다중벽 구조의 산화아연계 나노선은 유기금속 화학 증착법에 의해 제조된 산화아연 나노선 위에 밴드갭 조절, 전기 전도도 조절, 자성물질 첨가, 새로운 나노선 또는 나노튜브 형성 등의 목적하는 용도에 따라 전이금속계 물질, 질화물 반도체 또는 유전체 등의 다양한 이종물질을, 유기금속 화학증착법을 포함하는 화학 기상증착법, 스퍼터링(sputtering), 열 또는 전자빔 증발법(thermal or electron beam evaporation), 펄스레이저 증착법(pulse laser deposition) 등과 같은 물리적 성장 방법뿐만 아니라 금과 같은 금속촉매를 이용하는 기상 이송법(vapor-phase transport process), 바람직하게는 유기금속 화학증착법에 의해 코팅시킴으로써 얻을 수 있다.The zinc oxide nanowires of the multi-wall structure used in the present invention have a purpose of controlling bandgap, electrical conductivity, adding magnetic materials, forming new nanowires or nanotubes on zinc oxide nanowires prepared by organometallic chemical vapor deposition. Various heterogeneous materials, such as transition metal materials, nitride semiconductors or dielectrics, may be prepared by chemical vapor deposition including spherical organometallic chemical vapor deposition, sputtering, thermal or electron beam evaporation, and pulsed laser. It can be obtained by coating by a vapor-phase transport process using a metal catalyst such as gold, preferably an organometallic chemical vapor deposition method, as well as physical growth methods such as pulse laser deposition.

예를 들면, 밴드갭 조절을 위해 산화아연 나노선 위에 코팅하는 물질로는, 마그네슘(Mg), 카드뮴(Cd) 등을 들 수 있으며, 산화아연 나노선 위에 이들 금속을 코팅시켜 산화아연(ZnO)에 마그네슘 또는 카드뮴이 첨가된 형태의 산화아연 마그네슘(Zn1-xMgxO, 0 < x < 1) 또는 산화아연 카드뮴(Zn1-xCdxO, 0 < x < 1) 등을 제조할 수 있다. For example, the material coated on the zinc oxide nanowires to control the band gap may include magnesium (Mg), cadmium (Cd), and the like, and these metals may be coated on the zinc oxide nanowires to form zinc oxide (ZnO). Zinc oxide (Zn 1-x Mg x O, 0 <x <1) or zinc cadmium oxide (Zn 1-x Cd x O, 0 <x <1) in the form of magnesium or cadmium Can be.

자성을 띄게 하기 위해 사용되는 물질로는 망간(Mn), 코발트(Co) 등이 있으며, 본 발명에 따라 산화아연 나노선 위에 이들 전이금속을 코팅시켜 산화아연에 망간 또는 코발트가 도핑된 형태의 산화아연 망간(Zn1-xMnxO, 0 < x < 1) 또는 산화아연 코발트(Zn1-xCoxO, 0 < x < 1) 등을 제조할 수 있다.Manganese (Mn), cobalt (Co) and the like are used to make the magnetism, and according to the present invention by coating these transition metals on the zinc oxide nanowires zinc oxide doped with manganese or cobalt oxide Zinc manganese (Zn 1-x Mn x O, 0 <x <1) or zinc cobalt (Zn 1-x Co x O, 0 <x <1) and the like can be prepared.

또한, 산화아연 나노선 위에 GaN, AlN, InN 또는 이들의 합금 등과 같은 질화물 반도체를 코팅하여 새로운 나노선(나노튜브)을 형성할 수도 있고, 전기 전도도를 조절하기 위하여 산화타이타늄(TiO2), 질화타이타늄(TiN), 산화실리콘(SiO2), 바륨타이타늄옥사이드(BaTiO3) 등과 같은 유전체를 코팅한 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 제조할 수도 있다.In addition, a nitride semiconductor such as GaN, AlN, InN, or an alloy thereof may be coated on the zinc oxide nanowires to form new nanowires (nanotubes), and titanium oxide (TiO 2 ) and nitride to control electrical conductivity. Zinc oxide nanowires having a multi-wall structure coated with a dielectric such as titanium (TiN), silicon oxide (SiO 2 ), and barium titanium oxide (BaTiO 3 ) may be prepared.

본 발명에 사용되는 산화아연 나노선은, 아연-함유 유기금속 및 산소-함유 기체 또는 산소-함유 유기물을 별개의 라인을 통해 각각 반응기에 주입하고, 10-5 내지 760 mmHg의 압력 및 온도 400 내지 900℃의 반응 조건 하에서 상기 반응물의 전구체들을 화학반응시켜 기재상에 산화아연계 나노선을 증착, 성장시키는 것을 특징으로 하는 유기금속 화학증착법에 의해 제조된다. 본 발명에 사용되는 아연-함유 유기금속으로는 디메틸아연[Zn(CH3)2], 디에틸아연[Zn(C2H5) 2], 아연아세테이트[Zn(OOCCH3)2·H2O], 아연아세테이트 무수물[Zn(OOCCH3 )2], 아연 아세틸아세토네이트[Zn(C5H7O2)2] 등을 예로 들 수 있다. The zinc oxide nanowires used in the present invention are injected with zinc-containing organometallic and oxygen-containing gas or oxygen-containing organics into the reactor via separate lines, respectively, and have a pressure of 10 -5 to 760 mmHg and a temperature of 400 to It is prepared by an organometallic chemical vapor deposition method characterized by depositing and growing a zinc oxide-based nanowires on a substrate by chemical reaction of the precursors of the reactants under the reaction conditions of 900 ℃. Zinc-containing organometallics used in the present invention include dimethyl zinc [Zn (CH 3 ) 2 ], diethyl zinc [Zn (C 2 H 5 ) 2 ], zinc acetate [Zn (OOCCH 3 ) 2 H 2 O. ], Zinc acetate anhydride [Zn (OOCCH 3 ) 2 ], zinc acetylacetonate [Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 ], and the like.

또한, 본 발명에 사용되는 산소-함유 기체로는 O2, O3, NO2, 수증기, CO 2 등을 예로 들 수 있으며, 산소-함유 유기물로는 C4H8O를 예로 들 수 있고, 본 발명에 따라 제조되는 산화아연 나노선의 직경, 길이 및 밀도는 성장온도, 압력 및 반응물질의 흐름속도에 따라 다양하게 조절할 수 있다.In addition, the oxygen-containing gas used in the present invention may include O 2 , O 3 , NO 2 , water vapor, CO 2 and the like, the oxygen-containing organic substance may include C 4 H 8 O, The diameter, length and density of the zinc oxide nanowires prepared according to the present invention can be variously adjusted according to the growth temperature, pressure and flow rate of the reactant.

상기 제조된 산화아연 나노선 위에 바람직하게는 유기금속 화학증착법을 이용하여, 당분야에 공지된 다양한 전구체를 사용하여 이종물질을 코팅함으로써 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 제조할 수 있다.Zinc oxide nanowires having a multi-wall structure can be prepared by coating a heterogeneous material using various precursors known in the art, preferably using organometallic chemical vapor deposition on the prepared zinc oxide nanowires.

즉, 코팅시키고자 하는 물질의 반응전구체들을 개별라인을 통해 각각 반응기에 주입하고, 10-5 내지 760 mmHg의 압력 및 온도 400 내지 900℃의 반응조건 하에서 화학반응시킴으로써, 산화아연 나노선 위에 이종물질을 코팅할 수 있다. 코팅막의 두께는 성장시간에 비례하여 증가하므로 반응시간은 대략 수 내지 수십 나노미터 정도의 두께를 갖는 막이 성장되는 정도의 시간을 유지하였다.In other words, by injecting the reaction precursors of the material to be coated into the reactor through separate lines, and chemically reacting under a reaction condition of a pressure of 10 -5 to 760 mmHg and a temperature of 400 to 900 ℃, the heterogeneous material on the zinc oxide nanowires Can be coated. Since the thickness of the coating film increases in proportion to the growth time, the reaction time was maintained for a time that the film having a thickness of about several tens of nanometers was grown.

코팅 시 사용되는 반응전구체로서 마그네슘-함유 유기금속으로는 비스시클로펜타디에닐마그네슘[bis-cyclopentadienyl-Mg, (C5H5)2Mg], 비스메틸시클로펜타디에닐마그네슘[bis-methylcyclopentadienyl-Mg, (CH3C5H4)2Mg], 비스에틸시클로펜타디에닐마그네슘[bis-ethylcyclopentadienyl-Mg, (C2H5C5H4)2 Mg], 비스펜타메틸시클로펜타디에닐마그네슘[bis-pentamethylcyclopentadienyl-Mg, {(CH3)5C5}2 Mg], 마그네슘 아세테이트[Mg(OOCCH3)2·2H2O], 마그네슘 아세테이트 무수물[Mg(OOCCH3 )2], 마그네슘 아세틸아세토네이트[Mg(C5H7O2)2·H2O] 등을 예로 들 수 있고, 카드뮴-함유 유기금속으로는 디에틸카드뮴 등을 예로 들 수 있으며, 망간-함유 유기금속으로는 비스시클로펜타디에닐 망간 등을 예로 들 수 있다. 또한, 갈륨-함유 유기금속으로는 트리메틸 갈륨(TMGa), 트리에틸 갈륨(TEGa) 등을 예로 들 수 있고, 알루미늄-함유 유기 금속으로는 트리메틸 알루미늄(TMAl), 트리에틸 알루미늄(TEAl) 등을 예로 들 수 있으며, 인듐-함유 유기금속으로는 트리메틸인듐(TMIn) 등을 예로 들 수 있고, 타이타늄-함유 유기금속으로는 테트라키스 디에틸아미도 타이타늄[Tetrakis diethylamido titanium, Ti{N(C2H5)2}4], 테트라키스 디메틸아미도 타이타늄[Tetrakis dimethylamido titanium, Ti{N(CH3)2}4], 타이타늄 t-부톡사이드[Titanium tert-butoxide, Ti{O(t-C4H9)}4], 타이타늄 에톡사이드[Titinium ethoxide, Ti(OC2H5)4], 타이타늄 이소프로폭사이드[Titanium isopropoxide, Ti{O(i-C3H7)4}] 등을 예로 들 수 있다.Magnesium-containing organometals, which are used in coating, include biscyclopentadienyl magnesium [bis-cyclopentadienyl magnesium, (C 5 H 5 ) 2 Mg], bismethylcyclopentadienyl magnesium [bis-methylcyclopentadienyl-Mg]. , (CH 3 C 5 H 4 ) 2 Mg], bisethylcyclopentadienyl magnesium [bis-ethylcyclopentadienyl-Mg, (C 2 H 5 C 5 H 4 ) 2 Mg], bispentamethylcyclopentadienyl magnesium [ bis-pentamethylcyclopentadienyl-Mg, {(CH 3 ) 5 C 5 } 2 Mg], magnesium acetate [Mg (OOCCH 3 ) 2 .2H 2 O], magnesium acetate anhydride [Mg (OOCCH 3 ) 2 ], magnesium acetylacetonate [Mg (C 5 H 7 O 2 ) 2 .H 2 O], and the like. Examples of the cadmium-containing organic metal include diethyl cadmium. Examples of the manganese-containing organic metal include biscyclopenta. Dienyl manganese etc. are mentioned, for example. Examples of the gallium-containing organic metal include trimethyl gallium (TMGa) and triethyl gallium (TEGa). Examples of the aluminum-containing organic metal include trimethyl aluminum (TMAl) and triethyl aluminum (TEAl). Examples of the indium-containing organic metal include trimethylindium (TMIn), and the titanium-containing organic metal includes tetrakis diethylamido titanium, Ti {N (C 2 H 5). ) 2 } 4 ], Tetrakis dimethylamido titanium, Ti {N (CH 3 ) 2 } 4 ], titanium tert-butoxide, Ti {O (tC 4 H 9 )} 4 ], titanium ethoxide, Ti (OC 2 H 5 ) 4 , titanium isopropoxide, Ti {O (iC 3 H 7 ) 4 }], and the like.

상기 제조된 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 소재인 산화아연을 나노선의 길이를 따라 제거함으로써 본 발명에 따른 중심부가 제거된 나노 구조체를 제조할 수 있다.By removing the zinc oxide which is the central material of the zinc oxide-based nanowires of the multi-wall structure prepared along the length of the nanowires, a nanostructure in which the center portion is removed may be manufactured.

본 발명에 따른 중심부가 제거된 나노 구조체의 기본 구조는 도 1(a) 및 1(b)에 각각 나타낸 바와 같이 중심부가 전체적으로 제거된 단일벽 또는 다중벽 나노튜브(nanotube) 구조; 도 1(c)에 나타낸 바와 같이 중심부가 일부 제거된 나노캡(nanocap) 구조; 또는 도 1(d)에 나타낸 나노티(nanotee) 구조 등과 같이 중심이 비어 있는 1층 이상의 다중벽 나노 구조체를 의미한다.The basic structure of the nanostructure from which the center is removed according to the present invention is a single-walled or multi-walled nanotube structure in which the center is entirely removed as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), respectively; As shown in Figure 1 (c) nanocap (nanocap) structure is partially removed; Or one or more multi-walled nanostructures having a hollow center, such as a nanonote structure shown in FIG.

본 발명의 방법에 있어서, 다중벽 산화아연계 나노선의 중심부를 제거하는 방법으로는, 반도체 공정 기술에 이용되는 건식(dry), 습식(wet) 또는 식각(etching) 기술과 같은 통상적인 방법이 사용될 수 있고, 중심 부분이 산화물인 다중벽 구조의 산화아연계 나노선뿐만 아니라, 중심 부분이 산화물이 아닌 다중벽 구조의 나노선에도 적용할 수 있다.In the method of the present invention, as a method of removing the central portion of the multi-walled zinc oxide nanowires, conventional methods such as dry, wet or etching techniques used in semiconductor processing techniques may be used. The present invention can be applied not only to a zinc oxide nanowire having a multi-wall structure in which the central portion is an oxide, but also to a nanowire having a multi-wall structure in which the central portion is not an oxide.

구체적으로, 부식성 가스, 무기산 또는 플라즈마를 사용하여 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 부분을 제거하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Specifically, the method of removing the central portion of the zinc oxide-based nanowire of the multi-wall structure using a corrosive gas, an inorganic acid or a plasma is as follows.

1) 부식성 가스를 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조1) Fabrication of decentered nanostructures using corrosive gases

본 발명에 사용되는 부식성 가스로는 암모니아(NH3), 삼염화붕소(BCl3) 등을 예로 들 수 있으며, 상기 부식성 가스를 반응기 내로 주입하고 10-5 내지 760 mmHg의 압력 및 온도 100 내지 900℃의 반응조건 하에서 다중벽 구조의 산화아연계 나노선과 10분 내지 1시간 동안 화학반응시킴으로써, 중심부가 제거된 나노 구조체를 제조할 수 있다. 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 부분인 산화아연이 제거되는 정도는 반응온도, 압력 및 시간 등의 반응조건에 따라 조절할 수 있다. 따라서, 중심 부분인 산화아연을 나노선의 길이를 따라 전체적으로 제거하여 나노튜브를 제조하거나, 일부 제거하여 나노캡과 같은 나노 구조체를 제조할 수 있다.Examples of the corrosive gas used in the present invention include ammonia (NH 3 ), boron trichloride (BCl 3 ), and the like. The corrosive gas is injected into the reactor, and the pressure and temperature of 10 -5 to 760 mmHg are 100 to 900 ° C. By chemical reaction with the zinc oxide nanowire of the multi-wall structure under the reaction conditions for 10 minutes to 1 hour, it is possible to manufacture a nanostructure from which the center is removed. The extent to which zinc oxide, which is the central part of the zinc oxide nanowire of the multi-wall structure, is removed can be controlled according to reaction conditions such as reaction temperature, pressure and time. Therefore, the zinc oxide, which is a central part, may be entirely removed along the length of the nanowires to prepare nanotubes, or partially removed to prepare nanostructures such as nanocaps.

2) 무기산을 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조2) Fabrication of Nanostructures with Center Removed Using Inorganic Acids

본 발명에 사용되는 무기산으로는 통상적인 반도체 공정에 사용되는 산, 바람직하게는 염산, 질산 등을 사용할 수 있고, 농도 1 내지 40%(부피 기준), 바람직 하게는 1 내지 10% 범위의 산 수용액에 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 1분 내지 1시간 동안 담가두어 다중벽 구조의 산화아연계 나노선과 화학반응시킴으로써, 중심부가 제거된 나노 구조체를 제조할 수 있다. 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 소재인 산화아연이 제거되는 정도는 산의 농도 및 반응시간에 비례하며, 산의 농도가 40%보다 높으면 나노 구조체가 손상될 수 있으며, 1%보다 낮으면 산화아연 제거 정도가 미미하다.As the inorganic acid used in the present invention, an acid used in a conventional semiconductor process, preferably hydrochloric acid, nitric acid, or the like can be used, and an acid aqueous solution having a concentration of 1 to 40% (by volume), preferably 1 to 10% The zinc oxide nanowires having the multi-wall structure are immersed in the mixture for 1 minute to 1 hour and chemically reacted with the zinc oxide-based nanowires having the multi-wall structure. The extent to which zinc oxide, the central material of zinc oxide nanowires of multi-wall structure, is removed is proportional to the concentration of acid and reaction time.If the concentration of acid is higher than 40%, the nanostructure may be damaged. Zinc oxide removal is minimal.

3) 플라즈마를 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조3) Fabrication of the decentered nanostructure using plasma

질소 또는 수소 가스 등의 플라즈마를 사용하여 100 내지 800℃범위의 온도에서 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 부분을 30분 내지 2시간 동안 식각하여 나노선의 길이를 따라 중심부가 제거된 나노 구조체를 제조할 수 있다. 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 소재인 산화아연이 제거되는 정도는 질소 또는 수소 가스를 플라즈마로 만들 때의 전력 및 가스량, 및 반응온도 및 시간에 따라 달라지지만, 800℃ 이상의 온도에서는 산화아연 식각 속도가 너무 빨라 다중벽 나노 구조체가 손상을 입을 수 있다. Using a plasma such as nitrogen or hydrogen gas, the center portion of the zinc oxide nanowire of the multi-wall structure is etched for 30 minutes to 2 hours at a temperature ranging from 100 to 800 ° C. to remove the center structure along the length of the nanowire. It can manufacture. The degree to which zinc oxide, which is the central material of the zinc oxide nanowire of the multi-wall structure, is removed depends on the power and gas amount when the nitrogen or hydrogen gas is plasma, the reaction temperature and time. Etch rates are so fast that multi-walled nanostructures can be damaged.

본 발명에 따른 방법에 의하면 직경이 약 5 내지 30 nm 범위인, 중심부가 일부 또는 전체적으로 제거된 형태의 나노 구조체를 제조할 수 있고, 제조되는 나노 구조체의 모양 및 다중벽 두께는 온도, 압력, 반응시간, 반응물질, 반응물질의 흐름속도 등의 반응조건을 변화시켜가면서 다중벽 구조의 나노선 중심 부분의 산화물 제거정도를 조절함으로써 다양하게 조절될 수 있다.According to the method according to the invention it is possible to produce nanostructures in the form of partially or wholly removed cores ranging in diameter from about 5 to 30 nm, the shape and multi-wall thickness of the nanostructures to be produced are determined by temperature, pressure, reaction By varying the reaction conditions such as time, reactants, and the flow rate of the reactants, it can be variously controlled by controlling the degree of oxide removal in the center portion of the nanowire of the multi-wall structure.

본 발명에 따라 제조된 중심이 일부 또는 전체가 비어있는 형태의 다중벽 나노 구조체는, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 목적하는 용도의 물질을 비어있는 중심 부분에 주입하여 저장 및 전달시스템으로 사용될 수 있고, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 외벽영역에는 도핑을 하고, 내부에는 도핑을 하지 않은 속이 빈 다중벽 나노 구조체를 이용한 전자 고이동 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT), 스핀소자 등의 나노소자에 이용될 수도 있으며, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이 p-n 접합을 통하여 안정성과 소자효율이 뛰어날뿐만 아니라 고집적화가 용이한 가스센서, 광검출 소자, 정류기, 발광 다이오드 등의 나노소자에 이용될 수도 있다.The multi-walled nanostructures formed in accordance with the present invention may be partially or completely empty, and used as a storage and delivery system by injecting a material of a desired use into an empty center portion as shown in FIG. As shown in FIG. 2 (b), a high electron mobility transistor (HEMT), a spin device, and the like using a hollow multi-walled nanostructure doped in an outer wall region and not dope inside As shown in FIG. 2 (c), it is used for nano devices such as gas sensors, photodetecting devices, rectifiers, light emitting diodes, and the like which are not only excellent in stability and device efficiency but also easy to integrate through pn junctions. May be

이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 속 빈 나노 구조체는, 부피 대 단면적 비가 다중벽 나노선에 비해 2배 이상 크고, 비어 있는 중심 부분에 다양한 이물질을 주입할 수 있고, 나노 구조체의 모양과 길이, 다중벽 두께 등의 조절을 통해 다양한 특성 및 구조를 갖도록 제작될 수도 있으며, 다양한 나노소자의 핵심부품을 단일 나노 구조로 제작할 수 있어 다기능 집적형 나노소자에 유리하게 이용될 수 있다. As described above, the hollow nanostructures prepared according to the present invention have a volume-to-cross-sectional ratio greater than twice as large as that of the multi-walled nanowires, and can inject various foreign matters into the empty center portion, and the shape and length of the nanostructures, It may be manufactured to have a variety of characteristics and structures through the control of the thickness of the multi-wall, it can be advantageously used in the multi-function integrated nano device because the core parts of various nano devices can be manufactured in a single nano structure.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited only to the following examples.

제조예 1: 다중벽 구조의 산화아연계 나노선(GaN/ZnO)의 제조Preparation Example 1 Preparation of Zinc Oxide Nanowire (GaN / ZnO) of Multi-Wall Structure

개별적인 라인을 통해 운반기체로 아르곤을 사용하여 반응전구체인 디메틸아 연(Zn(CH3)2) 및 O2 기체를 각각 반응기내로 0.1 내지 10 sccm 및 10 내지 100 sccm 범위의 흐름속도로 주입하고, 기재 상에 상기 물질들을 화학반응시켜 산화아연 나노선을 증착, 성장시켰다. 약 1시간에 걸쳐 나노선의 성장이 진행되는 동안 반응기 내의 압력은 10-5 내지 760 mmHg로, 온도는 400 내지 900℃로 유지하였다.Argon was used as a carrier gas via separate lines to inject the reaction precursors, dimethyl zinc (Zn (CH 3 ) 2 ) and O 2 gases into the reactor at flow rates ranging from 0.1 to 10 sccm and 10 to 100 sccm, respectively. By chemically reacting the materials on the substrate, zinc oxide nanowires were deposited and grown. The pressure in the reactor was maintained at 10 −5 to 760 mmHg and the temperature at 400 to 900 ° C. during the growth of the nanowires over about 1 hour.

이어서, 개별적인 라인을 통해 TMGa(trimethyl gallium) 및 NH3 기체를 각각 1 내지 50 sccm 및 100 내지 2000 sccm 범위의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 760 torr로, 온도는 500℃로 유지하면서 반응기 내에서 상기 반응전구체들을 1 내지 10분 동안 화학반응시켜, 산화아연 나노선 위에 질화갈륨(GaN)이 코팅된 다중벽 구조의 질화갈륨(GaN)/산화아연(ZnO) 나노선을 제조하였다. Subsequently, trimethyl gallium (TMGa) and NH 3 gases were introduced into the reactor through a separate line at flow rates ranging from 1 to 50 sccm and 100 to 2000 sccm, respectively, while maintaining the pressure at 760 torr and the temperature at 500 ° C. The reaction precursors were chemically reacted in the reactor for 1 to 10 minutes to prepare gallium nitride (GaN) / zinc oxide (ZnO) nanowires having a multi-wall structure coated with gallium nitride (GaN) on the zinc oxide nanowires.

제조예 2: 다중벽 구조의 산화아연계 나노선(AlN/ZnO)의 제조Preparation Example 2 Preparation of Zinc Oxide Nanowire (AlN / ZnO) of Multi-Wall Structure

산화아연 나노선 위에 코팅시키려는 물질의 반응전구체로 TMGa 대신 TMAl(trimethyl aluminium)을 사용하고, 코팅시 반응기 내의 압력을 5 torr로 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 유사한 방법을 실시하여 산화아연 나노선 위에 질화알루미늄(AlN)이 코팅된 다중벽 구조의 질화알루미늄(AlN)/산화아연(ZnO) 나노선을 제조하였다.Zinc oxide oxide was prepared in the same manner as in Example 1 except that TMAl (trimethyl aluminum) was used instead of TMGa as the reaction precursor of the material to be coated on the zinc oxide nanowires, and the pressure in the reactor was 5 torr. An aluminum nitride (AlN) / zinc oxide (ZnO) nanowire having a multi-wall structure coated with aluminum nitride (AlN) was prepared on the route.

제조예 3: 다중벽 구조의 산화아연계 나노선(AlN/GaN/ZnO)의 제조Preparation Example 3 Preparation of Zinc Oxide Nanowire (AlN / GaN / ZnO) of Multi-Wall Structure

실시예 1에서 제조된 다중벽 구조의 질화갈륨/산화아연 나노선을 각각 반응 기에 넣고, 개별적인 라인을 통해 TMAl 및 NH3 기체를 각각 1 내지 50 sccm 및 100 내지 2000 sccm 범위의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 5 torr로, 온도는 500℃로 유지하면서 반응기 내에서 상기 반응전구체들을 1 내지 10분 동안 화학반응시켜, 다중벽 구조의 질화갈륨/산화아연 나노선 위에 질화알루미늄(AlN)이 코팅된 다중벽 구조의 질화알루미늄(AlN)/질화갈륨(GaN)/산화아연(ZnO) 나노선을 제조하였다.The multi-walled gallium nitride / zinc oxide nanowires prepared in Example 1 were placed in the reactor, respectively, and the individual lines gave TMAl and NH 3 gas in the reactor at flow rates ranging from 1 to 50 sccm and 100 to 2000 sccm, respectively. In the reactor, while maintaining the pressure at 5 torr and maintaining the temperature at 500 ° C., the reaction precursors were chemically reacted in the reactor for 1 to 10 minutes to form aluminum nitride (AlN) on the gallium nitride / zinc oxide nanowire having a multi-wall structure. The coated multi-walled aluminum nitride (AlN) / gallium nitride (GaN) / zinc oxide (ZnO) nanowires were prepared.

제조예 4: 다중벽 구조의 산화아연계 나노선(GaN/AlN/ZnO)의 제조Preparation Example 4 Preparation of Zinc Oxide Nanowire (GaN / AlN / ZnO) of Multi-Wall Structure

실시예 2에서 제조된 다중벽 구조의 질화알루미늄/산화아연 나노선을 반응기에 넣고, 개별적인 라인을 통해 TMGa 및 NH3 기체를 각각 1 내지 50 sccm 및 100 내지 2000 sccm 범위의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 760 torr로, 온도는 500℃로 유지하면서 반응기 내에서 상기 반응전구체들을 1 내지 10분 동안 화학반응시켜, 다중벽 구조의 질화알루미늄/산화아연 나노선 위에 질화갈륨(GaN)이 코팅된 다중벽 구조의 질화갈륨(GaN)/질화알루미늄(AlN)/산화아연(ZnO) 나노선을 제조하였다.The multi-walled aluminum nitride / zinc oxide nanowires prepared in Example 2 were placed in a reactor and TMGa and NH 3 gases were introduced into the reactor at separate flow rates in the range of 1 to 50 sccm and 100 to 2000 sccm, respectively. The reaction precursors were chemically reacted in the reactor for 1 to 10 minutes while maintaining the pressure at 760 torr and the temperature at 500 ° C., so that gallium nitride (GaN) was deposited on the multi-walled aluminum nitride / zinc oxide nanowires. Coated multi-walled gallium nitride (GaN) / aluminum nitride (AlN) / zinc oxide (ZnO) nanowires were prepared.

실시예 1 내지 4: 부식성 가스를 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조Examples 1-4: Fabrication of Decentralized Nanostructures Using Corrosive Gas

제조예 1 내지 4에서 제조된 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 반응기에 넣고, NH3 기체를 100 내지 2000 sccm 범위의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 반 응기 내의 압력은 10-5 내지 760 mmHg로, 온도는 400 내지 900℃로 유지하면서 약 15분 동안 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 부분을 제거하여 속이 빈 나노 구조체를 제조하였다.Zinc oxide nanowires having a multi-wall structure prepared in Preparation Examples 1 to 4 were placed in a reactor, NH 3 gas was injected into the reactor at a flow rate in the range of 100 to 2000 sccm, and the pressure in the reactor was 10 to 5 to. Hollow nanostructures were prepared by removing the central portion of the multi-walled zinc oxide nanowires for about 15 minutes while maintaining the temperature at 400-900 ° C. at 760 mmHg.

실시예 5 내지 9: 무기산을 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조Examples 5 to 9: Preparation of Centered Nanostructures Using Inorganic Acids

제조예 1 내지 4에서 제조된 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 1 내지 10% 농도의 염산 또는 질산 용액에 상온에서 약 1분 내지 1시간 동안 담가두어 중심 소재인 산화아연이 제거되는 정도를 관찰하면서 속이 빈 나노 구조체를 제조하였다.The zinc oxide nanowires of the multi-wall structure prepared in Preparation Examples 1 to 4 were immersed in a hydrochloric acid or nitric acid solution at a concentration of 1 to 10% at room temperature for about 1 minute to 1 hour to remove zinc oxide, which is the main material. Observation produced a hollow nanostructure.

실시예 9 내지 12: 플라즈마를 사용한, 중심이 제거된 나노 구조체의 제조Examples 9-12: Fabrication of Decentralized Nanostructures Using Plasma

제조예 1 내지 4에서 제조된 다중벽 구조의 산화아연계 나노선을 반응기에 넣은 다음, 수소 또는 질소 가스를 50 내지 300 sccm의 흐름속도로 반응기내로 주입하여 50 내지 300 W 범위의 전력으로 플라즈마 상태로 만들고, 반응기의 온도를 500 내지 800℃의 범위로 유지하면서 30분 내지 2시간 동안 산화아연을 제거하여 속이 빈 나노 구조체를 제조하였다. The zinc oxide nanowires of the multi-wall structure prepared in Preparation Examples 1 to 4 were placed in a reactor, and then hydrogen or nitrogen gas was injected into the reactor at a flow rate of 50 to 300 sccm to supply plasma at a power of 50 to 300 W. The hollow nanostructure was prepared by removing the zinc oxide for 30 minutes to 2 hours while maintaining the temperature of the reactor in the range of 500 to 800 ° C.

실시예 1에서 제조된, 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 투과전자현미경 사진(TEM)을 도 3(a)에 나타내었고, 이의 중심 부분을 제거하여 제조된 나노 구조체의 투과전자현미경 사진을 도 3(b)에 나타내었으며, 제조된 나노 구조체 중 나노관, 나노캡 및 나노티 구조의 투과전자현미경사진을 도 3(c)에 나타내었다. 도 3 으로부터, 직경이 대량 5-100 nm이고, 길이가 약 0.5 내지 5 ㎛인, 중심부가 제거된 다중벽 나노 구조체가 성공적으로 제조되었음을 알 수 있다.A transmission electron micrograph (TEM) of a zinc oxide nanowire having a multi-wall structure prepared in Example 1 is shown in FIG. 3 (a), and a transmission electron micrograph of the nanostructure manufactured by removing a central portion thereof is shown. 3 (b), the transmission electron micrographs of the nanotubes, nanocaps and nano-tee structure of the prepared nanostructures are shown in Figure 3 (c). From FIG. 3, it can be seen that multi-walled nanostructures with a core removed, having a large diameter of 5-100 nm and a length of about 0.5 to 5 μm, have been successfully manufactured.

도 4는 실시예 1에서 제조된 다중벽 구조의 질화갈륨/산화아연 나노선의 중심을 제거하여 제조된 질화갈륨 나노튜브의 X-선 회절분석(XRD) 그래프의 결과를 나타낸 것으로, 산화아연 나노선은 34.4° 질화갈륨 나노튜브는 34.6°에서 회절각을 얻은 것으로 보아 다중벽 구조의 질화갈륨/산화아연 나노선의 중심 소재인 산화아연이 제거된 나노 구조체가 성공적으로 제조되었음을 알 수 있다 Figure 4 shows the results of the X-ray diffraction analysis (XRD) graph of the gallium nitride nanotubes prepared by removing the center of the multi-wall gallium nitride / zinc oxide nanowires prepared in Example 1, zinc oxide nanowires Silver 34.4 ° gallium nitride nanotubes were obtained with diffraction angle at 34.6 °, indicating that nanostructures without zinc oxide, the central material of multi-walled gallium nitride / zinc oxide nanowires, were successfully fabricated.

본 발명에 따라 다중벽 구조의 산화아연계 나노선의 중심 부분을 부식성 가스, 무기산, 플라즈마 등을 사용하여 제거함으로써 제조된 속 빈 나노 구조체는, 나노선에 비해 부피 대 단면적 비가 2배 이상 커서 생화학 센서 등에 매우 유리하게 사용될 수 있고, 모양과 길이 및 산화아연 제거 정도의 조절, 및 비어있는 공간에 이물질의 주입 등을 통하여 다양한 특성 및 구조를 가질 수 있다. 또한, 저장 및 전달 시스템, 생명공학 및 정밀화학 등의 분야에 적용될 수 있는 다양한 나노소자의 핵심부품을 단일 나노 구조로 제작할 수 있어 다기능 집적형 나노소자 및 나노시스템을 구현할 수 있다.According to the present invention, a hollow nanostructure manufactured by removing a central portion of a multi-walled zinc oxide nanowire using a corrosive gas, an inorganic acid, a plasma, or the like has a biochemical sensor having a volume-to-cross-sectional area ratio of more than twice that of the nanowire. It can be used very advantageously and the like, and can have various characteristics and structures through the adjustment of the shape and length and the degree of zinc oxide removal, and the injection of foreign matter into the empty space. In addition, the core components of various nanodevices, which can be applied to storage and delivery systems, biotechnology and fine chemistry, can be fabricated into a single nanostructure to realize multi-functional integrated nanodevices and nanosystems.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 유기금속 화학 증착법에 의해 제조된 산화아연 나노선 위에 전이금속계 물질, 질화물 반도체 또는 유전체를 기상 코팅하여 다중벽(core-shell) 구조의 산화아연계 나노선을 얻은 후, 중심(core)인 산화아연을 나노선의 길이를 따라 전체적으로 또는 일부 제거하는 것을 포함하는, 5 내지 30 nm 범위의 직경을 갖는 나노튜브, 나노티 또는 나노캡 형태의 나노 구조체 제조방법.Zinc oxide nanowires having a core-shell structure were obtained by vapor-coating a transition metal material, a nitride semiconductor, or a dielectric on the zinc oxide nanowires prepared by organometallic chemical vapor deposition. Method for producing a nanostructure in the form of nanotubes, nano-tees or nanocaps having a diameter in the range of 5 to 30 nm, including removing a wholly or partially along the length of the nanowires. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 산화아연 중심을 부식성 가스, 무기산 또는 플라즈마를 사용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.Removing the center of zinc oxide using a corrosive gas, inorganic acid or plasma. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 부식성 가스가 암모니아(NH3) 또는 삼염화붕소(BCl3)임을 특징으로 하는 방법.The corrosive gas is ammonia (NH 3 ) or boron trichloride (BCl 3 ). 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 무기산이 1 내지 40% 농도의 염산 또는 질산 용액임을 특징으로 하는 방법.The inorganic acid is a solution of hydrochloric or nitric acid at a concentration of 1 to 40%. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 플라즈마가 수소 또는 질소 가스로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the plasma is generated from hydrogen or nitrogen gas. 삭제delete
KR1020030026068A 2003-04-24 2003-04-24 Core-removed nano structure and preparation thereof KR100604130B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030026068A KR100604130B1 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Core-removed nano structure and preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030026068A KR100604130B1 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Core-removed nano structure and preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040092583A KR20040092583A (en) 2004-11-04
KR100604130B1 true KR100604130B1 (en) 2006-07-26

Family

ID=37372948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030026068A KR100604130B1 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Core-removed nano structure and preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100604130B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106543B1 (en) 2009-10-13 2012-01-20 한국표준과학연구원 Preparation of graphene microtubes

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2572798A1 (en) 2004-07-07 2006-07-27 Nanosys, Inc. Systems and methods for harvesting and integrating nanowires
KR100616733B1 (en) * 2004-07-26 2006-08-28 한국표준과학연구원 ZnO Nano-structure and the Method of fabricating the same
CN103915484B (en) * 2012-12-28 2018-08-07 瑞萨电子株式会社 With the field-effect transistor and production method for being modified to the raceway groove core for back-gate bias
CN111204719A (en) * 2020-02-29 2020-05-29 华南理工大学 Gallium nitride nanotube and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106543B1 (en) 2009-10-13 2012-01-20 한국표준과학연구원 Preparation of graphene microtubes

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040092583A (en) 2004-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100644166B1 (en) Heterojunction structure of nitride semiconductor and nano-devices or their array comprising same
US7638345B2 (en) Method of manufacturing silicon nanowires and device comprising silicon nanowires formed by the same
KR100593264B1 (en) P-n heterojunction structure of zinc oxide nanorod with semiconductive substrate, preparation thereof, and device using same
KR100646696B1 (en) Nitride semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5323934B2 (en) Semiconductor device, light emitting device, and manufacturing method thereof
TWI425560B (en) Semiconductor device, light emitting device and method for manufacturing the same
KR20140014105A (en) Nanowire epitaxy on a graphitic substrate
JP2006225258A (en) Silicon nano-wire and its manufacturing method
KR100785347B1 (en) Alignment of semiconducting nanowires on metal electrodes
US20140306255A1 (en) Light emitting diode
KR101137632B1 (en) Manufacturing method of metal oxide nanostructure and electronic device having the same
KR100696362B1 (en) Oxide thin film structure containing nanorods and method of manufacturing the same
CN108604538A (en) Method for producing compound GaN nano-pillars and the light emitting structure made of this method
KR101352958B1 (en) Manufacturing method of nanowire and diode comprising nanowire munufactured using the same
KR20090002758A (en) A luminous element and method for preparing the luminous element
KR100604130B1 (en) Core-removed nano structure and preparation thereof
US7575631B2 (en) Fabrication method of gallium manganese nitride single crystal nanowire
KR100499274B1 (en) Manufacturing method for ZnO based hetero-structure nanowires
JP4814562B2 (en) Nanostructure fabrication method
KR100540511B1 (en) Core-shell structured zinc oxide nanowire and preparation thereof
KR101191466B1 (en) Method of fabricating a zinc oxide based 2 dimensional nanostructure and zinc oxide based 2 dimensional nanostructure manufatured thereof
KR100536483B1 (en) Zinc oxide nanoneedle, preparation thereof, and electronic device using same
KR101938010B1 (en) Manufacturing method of diode
JP3884148B2 (en) Method for manufacturing group 3 nitride semiconductor light emitting device
KR101494764B1 (en) Nitride compound semiconductor nano structures and method of forming the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J121 Written withdrawal of request for trial
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130619

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190617

Year of fee payment: 14