KR100679987B1 - 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법 - Google Patents

펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 새로운 방식의 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD)에 의하여 수십 나노미터 크기의 미세한 반도체 나노구조체를 합성하고, 더욱 나아가 나노선을 원하는 모양으로 정렬시키는 일련의 장치 및 공정기술을 그 내용으로 한다.
본 발명에서는 기존의 방식인 내부 기판 가열방식(Cold-wall type)이 아니라 반응관을 외부에서 가열하는 방식(Hot-wall type)인 것과 합성온도가 기존공정에 비해 매우 높은 500~1500℃인 것을 가장 큰 특징으로 한다.
이 방법에 의해서 직경이 매우 가는 ZnO, CdSe, Si 반도체 나노선을 고밀도로 합성할 수 있고, 더 나아가 다양한 형태의 나노구조체를 합성할 수 있다.
또한, 고온공정에 의해 촉매인 금 패턴 위에서 선택적인 나노구조체의 성장이 가능하며 전기적 특성 제어를 위한 도핑이 용이하다.
이러한 공정기술은 광전자소자, 레이저, 화학센서 등 다양한 나노소자의 대량생산에 효과적으로 활용할 수 있다.
나노선, 산화아연, 나노구조체, 펄스 레이저 증착법(PLD), 금 촉매

Description

펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법{Synthesis of oxide nano-structures by PLD process}
도 1은 본 발명의 나노구조체 합성장치를 나타내는 도면
도 2는 레이저 빔의 에너지 밀도 및 반응관 온도 변화에 따라 합성가능한 나노구조체의 종류를 정리한 도면
도 3는 레이저 빔의 에너지 밀도 및 반응관 온도 변화에 따라 합성되는 다양한 나노구조체의 주사전자현미경 사진
도 4는 기판 위에 선택적으로 패터닝된 금(Au) 촉매가 증착된 부분에 국한되어 성장된 산화아연 나노구조체에 대한 전자현미경 사진
도 5는 (Zn0.99P0.01)O 타겟으로부터 합성된 산화아연 나노선의 전자현미경 사진 및 원소분석결과를 보여주는 그래프
도 6은 본 발명의 장치에 의해 합성된 카드늄 셀레나이드(CdSe) 나노선의 전자현미경 사진
도 7은 본 발명의 장치에 의해 합성된 실리콘(Si) 나노선의 전자현미경 사진
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 엑시머 레이저 20 : 발열체
30 : 반응관 31 : 레이저 집광렌즈
32 : 산소 주입구 33 : 가스 배출구
40 : 산화물 타겟 41 : 기판
본 발명은 새로운 개념의 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD)에 의하여 산화물 나노구조체를 합성하는 방법에 관한 것이다.
특히, 종래의 방식인 내부 기판을 가열하는 냉벽방식(Cold-wall type)이 아닌 반응관 외부를 가열하는 온벽방식(Hot-wall type)에 의해 반응관을 구성하고, 반응관 입구에 집광렌즈를 통해 레이저가 입사되며, 500~1500℃의 고온에서 산화물 타겟에 레이저빔이 충돌되며, 타겟의 조성이 실리콘/사파이어 등의 기판 상에 플라즈마 상태로 이동되어 최종적으로 산화물 나노구조체를 합성하게 되는데, 이때 반응관 내부의 온도 조절, 캐리어 가스로서 산소(O2)의 유입량 및 레이저의 에너지 밀도를 조절하여 다양한 형태의 산화물 나노구조체를 재현성 있게 합성하는 방법과 장치에 관한 것이다.
일반적으로 나노구조체들의 경우 나노스케일의 디멘전(dimension), 양자 제 한 효과, 탁월한 결정성, 셀프어셈블리(self-assembly), 고비표면적 등 기존의 벌크 소재에서 발견할 수 없는 다양한 물리적 화학적 특성들을 나타내고 있어서 더욱 고도화되고 소형화된 전자적, 전기화학적, 광학적 소자들을 구현할 수 있으며 이전에 불가능했던 새로운 특성과 구조의 구현도 가능하다.
다양한 조성의 나노구조체 가운데서 산화아연은 광대역 반도체(상온에서 3.37eV) 화합물 반도체로서 직접천이형 밴드갭구조를 갖고 있어 단파장 광전자소자로의 응용에 매우 적합한 재료이다.
또한, 낮은 여기에너지로도 엑시톤(exciton)에 의한 높은 발광 특성을 나타내는 우수한 광학 특성으로 인하여 청색 및 UV용 발광소자 구현에 적합하며, 그 밖에도 고온/고전압 전기전자소자, 표면탄성파(Surface Acoustic Wave)소자, 압전소자, 가스센서, 투명 전도막 등 다양한 분야에서 널리 사용되어 왔다.
이러한 산화아연(ZnO) 나노구조체의 합성은 탄소열환원법(carbothermal reduction method), 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition), 습식 합성법(Wet chemical method), 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD) 등의 공정방법을 이용하여 다양한 형태의 1차원 나노구조체(나노선, 나노로드, 나노쉬트 등)들이 합성된 바 있고, 광전자소자, 레이저, 화학센서 등으로 응용가능성이 확인된 바 있다.
이러한 다양한 산화아연 나노구조체 합성방법 가운데서 PLD 방법은 구현된 사례가 드물기는 하지만 산화아연 조성을 기반으로 하는 다양한 화합물 합성 및 도핑 등을 위해 그 중요성은 더욱 증진될 것으로 예상되는 합성방법이다.
그 근거로서는 (1)합성장치의 구성이 간단하고, (2)복잡한 조성비의 물질도 쉽게 증착할 수 있으며, (3)높은 녹는점을 가진 물질도 증착이 가능하기 때문이다.
산화아연 조성의 경우 박막 합성을 위해서 PLD 합성방법이 활용된 사례가 많으나 나노선이나 나노쉬트 등 나노구조체의 합성을 위해서 사용된 사례는 극히 드물며, 합성결과물도 다양하지 못하고 단순한 합성단계에 그치고 있다. [A. B. Hartanto, Appl. Phys. A, 78, P229 (2004)]
본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 필요성에 의거하여 종래기술에 비해 새로운 형태인 온벽방식(hot-wall type)의 반응관의 구성을 통해 고온의 합성온도에서 다양한 형태의 산화아연 나노구조체를 펄스 레이저 증착법으로 재현성 있게 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성방법은 레이저빔을 나노구조체와 동일한 구성을 갖는 타겟 표면에 조사하여 타겟의 조성이 기판 위에 증착되게 하는 과정을 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법에 있어서, 반응관을 외부에서 가열하는 방식으로 반응온도를 500~1500℃의 범위로 조절하는 고온합성공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 반응온도 500~1500℃, 반응시간 30~120분, 빔발 생 반복주기 1~20㎐, 산소 분압 0.1~100torr, 에너지 밀도 1~10J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 반응온도 800~1000℃, 반응시간 30~60분, 빔발생 반복주기 5~10㎐, 산소 분압 0.2~10torr, 에너지 밀도 1~5J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 직경 20~200㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노선구조체의 합성을 위하여 반응온도 750~850℃, 반응시간 10~30분, 빔발생 반복주기 5~10㎐, 산소 분압 1~10torr, 에너지 밀도 2~5J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 상방향 끝단 쪽의 경우 직경 수~수십㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노바늘구조체 및 직경 수~수십㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노막대구조체의 합성을 위하여 반응온도 750~900℃, 반응시간 30~60분, 빔발생 반복주기 5~10㎐, 산소 분압 1~10torr, 에너지 밀도 4~7J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 직경 수~수십㎚, 길이 5~100㎛의 산화아연 나노리본구조체 또는 나노콤구조체의 합성을 위하여 반응온도 800~950℃, 반응시간 30~120분, 빔발생 반복주기 5~20㎐, 산소 분압 1~5torr, 에너지 밀도 7~10J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고온합성공정은 반응온도 750~900℃, 에너지 밀도 4~7J/㎠의 조건에서 실리콘 기판에 금속 스트립형 마스크를 사용하여 패턴을 만든 후 20Å의 금 이 증착된 부분에 한하여 나노구조체인 나노선, 나노선 어레이, 나노로드, 나노니들, 나노리본, 나노콤 중의 하나를 선택적으로 정렬시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성장치는 레이저 공급을 위한 엑시머 레이저 및 레이저 집광렌즈와, 산화물 나노구조체 합성을 위한 산화물 타겟 및 기판과, 산소 주입구와 가스 배출구를 가지면서 합성공간을 조성하는 반응관과, 상기 반응관 내의 반응온도 유지를 위한 발열체를 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성장치에 있어서, 상기 반응관은 그 외부를 감싸는 발열체를 이용하여 반응온도를 500~1500℃로 유지할 수 있는 외부가열방식으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열체는 칸탈 열선으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열체는 세라믹 내화물에 열선이 포함된 구조로 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 높은 에너지를 갖는 KrF 레이저빔(λ=248 nm)을 성장시키고자 하는 나노구조체와 동일한 조성으로 구성된 타켓 표면에 조사하면, 레이저빔과 타켓의 상호작용으로 인하여 타켓의 조성의 열적, 비열적인 분해 현상이 발생하게 되고, 이에 의해 타켓 조성이 기판 위로 이동하여 증착되게 되는 방법을 제공한다.
이때, 반응 가스(reaction gas)는 산소 가스를 사용하고, 반응온도는 500~1500℃의 범위로 조절되며, 반응기 내의 압력은 0.2~10.0torr로 조절되는 조건 에서 산화물 나노구조체가 실리콘/사파이어 기판 상에 증착 및 성장되며, 또한 이러한 합성이 재현성 있게 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 장치는 레이저 공급 장치로서 KrF 엑시머 레이저(10)와 타켓 및 기판이 위치하는 반응관(30)으로 크게 구분된다.
먼저, 엑시머 레이저 장치에서 248 nm 파장의 자외선 빔을 발생시켜 반응관(30) 입구에서 렌즈에 의해 집광된 후 반응관 내부로 입사되도록 빔의 경로를 설정하고, 이 빔이 고상소결법으로 합성된 산화물 타켓(40)에 30~60°의 기울기로 충돌한 후 타겟의 조성이 아래의 기판(41)에 증착되게 된다.
반응관(30)의 경우, 레이저 집광렌즈(31)가 반응관의 맨 앞쪽에 위치하고 기판 및 타겟의 가열을 위하여 반응관의 내부 온도를 500~1100℃로 유지하도록 하는 발열체(20)가 석영 또는 알루미나로 구성된 반응관(30)을 감싸고 있으며, 산소 가스를 공급할 수 있는 주입구(32)와 가스 배출을 위한 배출구(33)가 양쪽 끝단에 위치한다.
본 발명의 장치구성상에서 기존 기술과 구분되는 가장 중요한 차이점은 발열체가 내부에 구성되는 것이 아니라 외부에 구성된다는 점이다.
여기서, 상기 발열체는 Fe, Ni, Cr이 포함된 와이어 형태로 일반적으로 칸탈 열선이라 불리며, 통상 온도조절은 열선에 발생되는 저항의 변화로 인해 통제가 가능하다.
PLD 증착기술은 통상적으로 박막합성을 위해 사용되어지는데 기존기술에서는 기판의 가열을 위한 발열체가 내부에 위치하게 된다.
이 경우 반응관의 오염 문제, 히터의 성능제한 및 낮은 공정압력 등 여러 가지 이유로서 기판을 700℃ 이상의 고온으로 유지하기가 매우 어렵다.
그러나, 본 발명의 경우, (1)발열체가 반응관 외부에 위치함으로서 고성능 및 대형의 발열체를 사용할 수 있어서 반응관을 1000~1500℃ 정도의 고온으로 쉽게 유지할 수가 있고, (2)반응관 전체가 석영 또는 알루미나 튜브로 구성되어 고온가열에도 불구하고 반응관 내부의 오염이나 산화의 문제가 없으며, (3)기판 뿐 아니라 타겟도 1000℃ 이상의 고온으로 활성화시킬 수 있고, (4)전체적으로 합성온도를 고온으로 유지할 수 있어서 아래 실시예에서 상세히 설명되어지는 바와 같이 다양한 나노구조체의 합성이 가능하고, 기존의 PLD 기술에서 어려웠던 불순물의 도핑 등이 용이하다는 장점이 있다.
본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따라 산화물 나노구조체를 합성함에 있어 레이저 공급 장치, 타켓 및 기판의 준비과정은 다음과 같다.
레이저 발생원으로서는 KrF 가스를 사용하여 248nm 파장의 자외선 빔을 발생시키는 Lambda Physik사의 Compex 205 엑시머 레이저를 사용하였으며, 빔 발생 반복 주기 1~20㎐, 산소 분압 0~100torr, 에너지 밀도 1~10J/㎠의 조건으로 합성공정을 설정하였다.
이 가운데 더욱 바람직하게는 반복 주기 5~10㎐, 산소 분압 0.2~10torr, 에너지 밀도 1~5J/㎠의 조건이 나노구조체의 합성에 유리하다.
위의 설정범위 상한하한 범위를 벗어나게 되면 나노구조체가 합성되지 않고 박막이 형성되거나 기판표면에 파티클들이 떨어진다(또는 깨끗한 기판만 남게 된다).
산화물 나노구조체를 합성시키기 위해 필요한 산화물 타겟은 통상적인 세라믹 제조 공정인 고상합성법에 의해 1000~1200℃에서 소결된 지름 25×2mm의 크기를 가지는 타켓을 사용한다.
나노구조체가 합성되는 기판으로서는 실리콘/사파이어 기판을 사용하였다.
먼저, 반응관(30) 내부에 도 1과 같이 구성된 타켓(40)과 기판(41)을 장착하고 반응 가스인 산소를 5~100sccm 흘리면서 원하는 반응온도까지 승온한다.
이때, 기계식 로터리 펌프를 사용하여 반응기 내부의 분압을 0~100torr, 바람직하게는 0.2~10torr 정도로 유지하도록 반응가스를 배기한다.
반응관(30) 내부의 온도가 반응온도에 도달한 후 엑시머 레이저(10)를 반복 주기 1~20㎐, 산소 분압 0~100torr, 에너지 밀도 1~10J/㎠의 조건으로 타겟에 충돌하였다.
이와 같이 레이저 빔의 에너지 밀도 및 합성온도를 변화시킴에 따라 대표적으로 합성되어진 나노구조체를 실험조건에 따라 정리하여 도2에 나타내었으며, 각각의 나노구조체들의 전자현미경 사진은 도 3에 나타내었다.
도 3에서는 가장 현저하게 나타나는 구조들을 대표적으로 나타낸 것이며, 레이저 빔의 에너지 밀도 및 온도 영역이 다소 달라지는 인접 영역에서도 대표적으로 나타낸 구조들은 혼재된 상태로 나타나게 된다.
레이저 빔의 에너지 밀도가 4~10J/㎠, 반응 온도가 400~650℃의 범위의 조건 에서는 도 3의 (1)와 같이 산화아연의 박막이 얻어졌다.
이때, 박막의 두께는 30분 합성공정 후 300~600nm 정도이다.
레이저 빔의 에너지 밀도가 2~6J/㎠, 반응 온도가 550~750℃의 범위의 조건에서는 도 3의 (2)와 같이 주름구조(wrinkle)의 표면이 생성되었다.
레이저 빔의 에너지 밀도가 2~5J/㎠, 반응 온도가 750~850℃의 범위의 조건에서는 산화아연 나노선(nanowire) 구조체가 합성되었으며, 합성된 나노선에 대한 전자현미경 사진은 도 3의 (3)에 나타내었다.
나노선 구조체의 직경은 50~200nm 정도이며, 길이는 3~10㎛ 정도이다.
레이저 빔의 에너지 밀도가 4~7J/㎠, 반응 온도가 750~900℃의 범위의 조건에서는 산화아연 나노바늘(nanoneedle) 및 나노막대(nanorod) 구조체가 합성되었으며, 합성된 나노바늘(nanoneedle) 및 나노막대(nanorod) 구조체에 대한 전자현미경 사진은 도 3의 (4),(5)에 나타내었다.
나노바늘(nanoneedle) 구조체의 경우 직경은 상방향 끝단 쪽의 경우 수~수십nm 정도이며, 길이는 3~10㎛ 정도이다.
나노막대(nanorod) 구조체의 경우에는 직경이 100~300nm 정도이며, 길이는 3~10㎛ 정도이다.
이와 같은 구조체는 상기 실험조건에서 재현성 있게 합성되었다.
이와 같은 구조체들은 나노로드 레이져 어레이 등으로 활용이 가능한 나노구조체이다.
레이저 빔의 에너지 밀도가 7~10J/㎠, 반응 온도가 800~950℃의 범위의 조건 에서는 산화아연 리본(ribbon) 혹은 콤(comb) 구조가 합성되었으며, 합성된 나노구조체의 전자현미경 사진은 도 3의 (6)에 나타내었다.
나노리본 구조체의 넓이는 수~수십㎛, 길이는 5~100㎛ 정도이다.
나노리본 또는 콤 구조에서 빗살의 직경은 수십nm 미만으로 매우 작았으며 그 길이 또한 수십nm 정도로 작다.
이와 같은 나노구조체는 배열된 나노레이저 등에 적용이 가능하며, 또한 화학적 물리적 센서 어레이로 사용이 가능한 구조체이다.
한편, 본 발명에서는 500~1500℃의 고온 합성 공정을 이용하므로 촉매에 의해서 나노선을 특정 위치로 정렬시킬 수 있는 응용상 중요한 특징이 있다.
현재까지 탄소환원열분해법에서 산화아연 나노구조체를 합성하는 방법을 통해 알려진 바에 의하면 금(Au) 촉매를 사용하는 기체-액체-고체 결정성장법 (VLS mechanism)에 의하면 900℃ 부근의 온도에서 금과 아연의 공용액체 (Eutectic liquid)가 형성되는 현상을 이용하여 금이 코팅된 패턴을 따라 나노선을 정렬시킬 수 있음이 보고된 바 있다.
그러나, 이러한 금을 촉매로 이용하여 나노구조체를 특정 위치에 정렬하는 방법은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)이나 PLD 방법에서는 전혀 적용된 사례가 없는데, 이는 이러한 공정방법들에서 합성온도가 700℃ 이하로 낮았기 때문이다.
그러나, 본 발명에서는 900℃ 이상의 공정온도의 구현이 가능하므로 금 촉매의 패턴에 따른 나노구조체의 선택적 정렬을 할 수 있다.
그 예로서 도 4에 나타낸 바와 같이, 10×80mm 크기의 실리콘/사파이어 기판 위에 선택적으로 금속 마스크에 의하여 패터닝된 금(Au) 촉매가 증착된 부분에 한하여 아연산화물의 나노 구조체인 나노선(nanowire), 나노선 어레이(nanowire array), 나노로드(nanorod), 나노니들(nanoneedle) 등의 다양한 구조를 가지는 나노구조체가 합성됨을 확인할 수 있었다.
이와 같은 구조체는 상기 실험조건에서 매우 재현성 있게 합성할 수 있다.
본 발명의 이러한 고온에서의 합성기술은 다양한 다른 원소들의 도핑에 유리하다.
한 사례로서 도 5에서는 타겟을 산화아연(ZnO)에 인(P)이 1% 첨가된 타겟을 사용한 경우의 결과를 나타내었다.
타겟 조성과 거의 동일하게 1% 정도의 인(P)이 나노선 전체적으로 균일하게 도핑되어진 것을 볼 수 있으며, MOCVD 등 기타 합성방법으로 합성된 산화아연에서 도핑이 잘 이루어지지 않은 기존 사례를 참고할 때 본 발명의 이러한 고온합성공정에 의한 PLD 공정기술은 여러 원소들의 도핑에 유리할 것으로 판단된다.
본 발명의 이러한 공정기술에 의해서 산화아연 뿐만 아니라 광전소자 분야에서 매우 중요한 다른 재료들도 합성할 수 있는데, 도 6, 7에 나타낸 바와 같이 카드늄 셀레나이드(CdSe), 실리콘(Si) 등의 나노선도 직경 수십nm, 길이 ㎛ 크기로 합성이 가능함을 확인하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서의 이러한 온벽방식(Hot-wall type) PLD 공정기술에 의해 다양한 나노구조체, 특히 미세한 직경을 갖는 반도체 나노선을 합성할 수 있다.
또한, 이러한 고온공정 기술은 금 촉매의 작용이 가능하며 결과적으로 나노선을 원하는 모양으로 정렬시키는 일련의 장치 및 공정기술을 제공할 수 있으며 다양한 원소들의 도핑에도 효과적이다.
또한, 산화아연 나노구조체 뿐만 아니라 카드늄 셀레나이드, 실리콘 등의 반도체 나노선의 합성에도 유용하다.
이러한 기술은 광전자소자, 레이저, 화학센서 등 다양한 나노소자의 대량생산에 효과적으로 활용할 수 있다.

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  4. 레이저빔을 나노구조체와 동일한 구성을 갖는 타겟 표면에 조사하여 타겟의 조성이 기판 위에 증착되게 하는 과정을 포함하되, 반응관을 외부에서 가열하는 방식으로 반응온도를 500~1500℃의 범위로 조절하는 고온합성공정을 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법에 있어서,
    상기 고온합성공정은 직경 20~200㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노선구조체의 합성을 위하여 반응온도 750~850℃, 반응시간 10~30분, 빔발생 반복주기 5~10㎐, 산소 분압 1~10torr, 에너지 밀도 2~5J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법.
  5. 레이저빔을 나노구조체와 동일한 구성을 갖는 타겟 표면에 조사하여 타겟의 조성이 기판 위에 증착되게 하는 과정을 포함하되, 반응관을 외부에서 가열하는 방식으로 반응온도를 500~1500℃의 범위로 조절하는 고온합성공정을 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법에 있어서,
    상기 고온합성공정은 상방향 끝단 쪽의 경우 직경 수~수십㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노바늘구조체 및 직경 수~수십㎚, 길이 3~10㎛의 산화아연 나노막대구조체의 합성을 위하여 반응온도 750~900℃, 반응시간 30~60분, 빔발생 반복주기 5~10㎐, 산소 분압 1~10torr, 에너지 밀도 4~7J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법.
  6. 레이저빔을 나노구조체와 동일한 구성을 갖는 타겟 표면에 조사하여 타겟의 조성이 기판 위에 증착되게 하는 과정을 포함하되, 반응관을 외부에서 가열하는 방식으로 반응온도를 500~1500℃의 범위로 조절하는 고온합성공정을 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법에 있어서,
    상기 고온합성공정은 직경 수~수십㎚, 길이 5~100㎛의 산화아연 나노리본구조체 또는 나노콤구조체의 합성을 위하여 반응온도 800~950℃, 반응시간 30~120분, 빔발생 반복주기 5~20㎐, 산소 분압 1~50torr, 에너지 밀도 7~10J/㎠의 공정조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법.
  7. 레이저빔을 나노구조체와 동일한 구성을 갖는 타겟 표면에 조사하여 타겟의 조성이 기판 위에 증착되게 하는 과정을 포함하되, 반응관을 외부에서 가열하는 방식으로 반응온도를 500~1500℃의 범위로 조절하는 고온합성공정을 포함하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법에 있어서,
    상기 고온합성공정은 반응온도 750~900℃, 에너지 밀도 4~7J/㎠의 조건에서 실리콘 기판에 금속 스트립형 마스크를 사용하여 패턴을 만든 후 20Å의 금이 증착된 부분에 한하여 나노구조체인 나노선, 나노선 어레이, 나노로드, 나노니들, 나노리본, 나노콤 중의 하나를 선택적으로 정렬시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 증착법에 의한 산화물 나노구조체의 합성방법.
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