KR100955911B1 - 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법 - Google Patents

나노구조체의 형상을 변화시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100955911B1
KR100955911B1 KR1020070099049A KR20070099049A KR100955911B1 KR 100955911 B1 KR100955911 B1 KR 100955911B1 KR 1020070099049 A KR1020070099049 A KR 1020070099049A KR 20070099049 A KR20070099049 A KR 20070099049A KR 100955911 B1 KR100955911 B1 KR 100955911B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanotubes
electron beam
pzt
shape
nanostructure
Prior art date
Application number
KR1020070099049A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090033959A (ko
Inventor
부상돈
최용찬
김종옥
한진규
정금옥
양선아
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020070099049A priority Critical patent/KR100955911B1/ko
Publication of KR20090033959A publication Critical patent/KR20090033959A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100955911B1 publication Critical patent/KR100955911B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0061Methods for manipulating nanostructures
    • B82B3/0076Methods for manipulating nanostructures not provided for in groups B82B3/0066 - B82B3/0071
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 나노구조체에 전자빔을 조사(irradiation)하는 단계를 포함하는 나노구조체의 형상(shape)을 변화시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 간편한 조작을 통하여 나노구조체의 형상을 조절할 수 있으며, 이는 나노구조체의 나노디바이스로의 적용 가능성을 크게 향상시킨다.
나노구조체, 형상, 변화, 전자빔

Description

나노구조체의 형상을 변화시키는 방법{Methods for Modifying the geometry of Nanostructures}
본 발명은 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법에 관한 것이다.
최근에, 강유전성 나노구조를 합성하려는 많은 시도가 있었는데, 그 이유는 이 물질이 독특한 물성을 나타내고 나노크기 디바이스에 대하여 광범위한 응용성을 갖기 때문이다. 강유전성 나노튜브는 다른 나노뷰트로 대체할 수 없는 초전형 검출기, 압전형 잉크-젯 프린터 및 메모리 소자에서 다양한 응용성을 갖는다[1, 2]. 주형 지시 합성은, 강유전성 나노튜브를 제조하는 데 있어서 다변적이고 저가의 기술이며, 이는 사용되는 주형에 의해 나노튜브의 크기, 모양 및 구조적 특성이 용이하게 조절될 수 있기 때문이다.
다공성 알루미나 주형(PAT: 한쪽 말단이 폐색됨) 또는 막(PAM: 양 말단이 열려 있음)은 정해진 크기 및 모양을 가지며, 양극산화 조건에 의해 쉽게 튜닝이 되며, 결국 이들은 나노튜브 합성에 적합하다. Hernandez 등은 졸-겔 주형 합성 방 법을 이용하고, 200 nm 세공을 갖는 PAM을 적합한 졸에 함침시켜 BaTiO3 및 PbTiO3 나노튜브 번들을 제조하였다[3]. Zhao 등은 PAT를 웨팅(wetting) 하여 서브-100 nm 직경을 가지는 PbTiO3 나노튜브를 제조하였다[4].
한편, 나노구조체의 형상을 조절할 수 있는 방법은 아직까지 개발된 바가 없다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 나노구조체의 형상(shape 또는 morphology)을 변화시킬 수 있는 방법을 개발하고자 노력한 결과, 전자빔을 나노구조체에 조사하는 경우에는 나노구조체의 형상을 변화시킬 수 있으며, 전자빔 조사의 조건을 변화시키면, 원하는 형상을 조절할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 나노구조체의 형상(shape)을 변화시키는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 양태에 따르면, 본 발명은 나노구조체에 전자빔을 조사(irradiation)하는 단계를 포함하는 나노구조체의 형상(shape)을 변화시키는 방법을 제공한다.
본 발명자들은 나노구조체의 형상(shape 또는 morphology)을 변화시킬 수 있는 방법을 개발하고자 노력한 결과, 전자빔을 나노구조체에 조사하는 경우에는 나노구조체의 형상을 변화시킬 수 있으며, 전자빔 조사의 조건을 변화시키면, 원하는 형상을 조절할 수 있음을 확인하였다.
본 발명자들이 알고 있는 범위에서, 본 발명은 나노구조체의 형상(shape 또는 morphology)을 변화시킬 수 있는 최초의 발명으로서, 나노디바이스에 대한 나노구조체의 적용성(applicability)를 크게 향상시킬 수 있는 획기적인 발명이다.
본 발명이 적용될 수 있는 나노구조체는 특별하게 제한되지 않으며, 당업계에 알려져 있는 어떠한 나노구조체에도 적용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명이 적용될 수 있는 나노구조체는 나노튜브, 나노선, 나노로드, 나노테트라포드, 나노트리포드, 나노바이포드 또 는 나노리본이며, 보다 바람직하게는 나노튜브 또는 나노선이고, 가장 바람직하게는 나노튜브이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명이 적용될 수 있는 나노구조체는 탄소나노튜브, 금속 및 반도체(예컨대, Si, Au, GaAs, Si3N4, Ge, GaN, GaP, InP, AlN, BN 및 SiC)의 나노구조체, 금속산화물(예컨대, Al203, ZnO, Si02, Zr02 및 Pb02)의 나노구조체 또는 복합금속산화물의 나노구조체이다. 보다 바람직하게는, 본 발명이 적용되는 나노구조체는 금속산화물의 나노구조체 또는 복합금속산화물의 나노구조체이며, 가장 바람직하게는 복합금속산화물의 나노구조체이다.
본 발명이 복합금속산화물의 나노구조체에 적용되는 경우, 바람직하게는 나노구조체는 다음 화학식 1로 표시되는 복합 금속산화물의 나노구조체이다:
화학식 1
AxA'1-xByB'1-yO3
상기 화학식에서, A 및 A'은 서로 독립적으로 제2A족 또는 제4A족 금속원소이고, B 및 B'은 서로 독립적으로 제4B족 금속원소이며, x는 0 내지 1의 수이고, y는 0 내지 1의 수이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 화학식 1에서 제2A족 또는 제4A족 금속원소는 Ba, Pb 및 Sr로 구성된 군으로부터 선택된다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 화학식 1에서 제4B족 금속원소는 Ti 또는 Zr 이다.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 복합 금속 산화물은 PbTiO3, BaTiO3, PbZrO3, PbZryTi1-yO3(PZT) 또는 BaxSr1 - xTiO3이며, 가장 바람직하게는 PbZryTi1 - yO3(PZT)이다.
본 발명에 따르면, 나노구조체의 형상 변화는 전자빔을 조사하는 간편한 방법에 의해 달성된다.
전자빔은 조사되는 나노구조체의 일 부위의 고밀도화(densification)를 유도하며 이는 기계적 스트레스 부가하여 나노구조체의 형상을 변화시킨다. 만일, 나노구조체로서 금속 또는 복합금속 산화물이 이용되는 경우, 전자빔은 산소의 손실 또는 재배열을 유도함으로써 나노구조체의 형상을 변화시킨다.
본 발명에서 이용되는 전자빔은 통상적으로 TEM(transmission electron microscopy)에 이용되는 전자빔을 이용할 수 있다.
이용되는 전자빔의 세기는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 전자빔의 전류밀도는 0.1-100 Acm- 2 이며, 보다 바람직하게는 1-50 Acm- 2 이고, 가장 바람직하게는 5-10 Acm- 2 이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 이용되는 전자빔의 에너지는 50-1000 keV, 보다 바람직하게는 100-500 keV, 가장 바람직하게는 150-300 keV이다.
본 발명에 따르면, 전자빔의 조사는 낮은 산소 분압에서 실시하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 전자빔의 조사는 산소 분압 10-1-10-10 torr, 보다 바람직 하게는 10-3-10-8 torr, 가장 바람직하게는 10-5-10-7 torr에서 실시된다.
전자빔의 처리 시간은 원하는 형상에 따라 다양하게 할 수 있다. 예를 들어, 하기의 실시예에 기재된 바와 같이 처리 시간을 연장시키면 변화의 정도가 더욱 심하게 발생한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 나노구조체는 전자빔의 조사에 의해 굽힘(bending)되어 형상 변화가 발생한다.
이러한 전자빔에 의한 형상 변화는 나노구조체를 나노디바이스에 적용함에 있어서 원하는 형상을 얻을 수 있도록 한다.
본 발명에 따르면, 간편한 조작을 통하여 나노구조체의 형상을 조절할 수 있으며, 이는 나노구조체의 나노디바이스로의 적용 가능성을 크게 향상시킨다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험 방법
다공성 알루미나 막(PAM)을 주형으로 선택하였으며, 그 이유는 세공 크기의 분포가 좁고 10 nm까지의 다양한 세공 직경을 얻을 수 있기 때문이다. 스트레이트 세공 모양을 가지는 매우 정돈된 PAM을 Masuda 등의 방법[11-13]에 따라 두 단계 양극산화 방법에 따라 제조하였다. 순수한 알루미늄 쉬트(99.999% 정제도)를 아세톤에서 탈지화(degrease)하고, 20 V 전압에서 2분 동안 전해연마(electropolishing)를 하였다. 전해연마된 알루미늄 쉬트를 40 V의 일정 전압 하에서 0.3 M 옥살산에 12시간 동안 함침시켜 양극산화 하였다. 그런 다음, 알루미늄 쉬트를 인산(6 wt%) 및 크롬산(1.8 wt%)의 혼합 수용액에서 에칭하여, 첫 번째 양극산화 과정 동안에서 형성된 불규칙적인 다공성 산화물 층을 제거하였다.
그리고 나서, 첫 번째 양극산화와 동일한 조건으로 두 번째 양극산화를 실시하였다. 이 경우, 원하는 산화물 층의 두께에 따라 양극산화 처리 시간을 달리하였고, 결국 잘 정돈된 육모꼴의 나노세공 어레이를 갖는 양극산화된 알루미늄 산화물, 즉 AAO(anodic aluminum oxide) 주형을 얻었다.
AAO 주형으로부터 AAO 막을 분리하기 위하여, HgCl2 포화 용액을 적용하였다. 분리된 AAO 막을 탈이온수로 수회 세척하였다. 원하는 세공 직경을 얻기 위하여, 5 wt% 인산에서 30℃에서 세공 확장 공정을 실시하였다. 수득한 AAO 막을 클리닝하고 진공 하에서 200℃에서 1시간 동안 어닐링 하였다.
균일한 PZT 전구체 용액을 변형된 2-메톡시에탄올 기초 졸-겔 과정[9, 10]에 따라 제조하였다.
PZT 졸을 졸-겔 방법으로 제조하였다. 납 아세테이트 삼수화물, Pb(CH3COO)2ㆍ3H2O를 2-메톡시에탄올에 1:10의 몰비로 용해시킨 다음, 증류(distillation) 전에 3시간 동안 90℃에서 N2 기체 분위기 하에서 환류(reflux)시켰다. 125℃에서 두 번의 열 증류 하였고, 이 경우 각각의 증류 단계를 실시한 다음 과량의 2-메톡시에탄올로 재희석 하였으며, 이 과정을 통하여 완전한 반응이 이루어지도록 하였고, 부산물을 제거하였다. 어닐링 후 과정 동안에 Pb 손실을 보상하기 위하여 과량의 10% Pb를 첨가하였다. 지르코늄 n-프로폭사이드, Zr(O(CH2)2CH3)4, 및 티타늄 이소프로폭사이드, Ti((CH3)2CHO)4를 2-메톡시에탄올에 용해시켜 각각 Zr 졸 및 Ti 졸을 제조하였다. 상기 3 종의 졸을 반응 플라스크에서 교반 하면서 실온에서 혼합하였다. 최종 용액의 pH 및 몰 농도를, 아세트산과 2-메톡시에탄올을 첨가하여 각각 2.5 및 0.3 M로 조절하였다. 맑은 노란색의 PZT 졸을 수득할 수 있었다.
PAM을 스핀-코터 척 상에 있는 테프론 지지체 위에 위치시켰다. 마이크로피펫을 이용하여 5-10 ㎕의 졸-겔 용액을 PAM에 적가하고, 1000-5000 rpm의 조건으로 수초에서부터 120초까지 스핀 코팅한 다음, 200℃ 핫 플레이트에서 2분 동안 건 조시켜 유기화합물들을 하소시켰다. 추가적으로 400℃에서 5분 동안 열분해 하였다. 스핀-코팅된 PAM을 50℃/h의 가열 속도로 700℃까지 가열하여 결정화시켰다. PAM의 알루미늄 산화물을 인산(5 wt%) 용액에서 60℃에서 선택적으로 에칭 하여, PZT 나노튜브를 얻었다.
형태 및 구조적 특성을 연구하기 위하여 화학적으로 방출된 PZT 나노튜브를 400 메쉬 레이스 그리드에 위치시킨 다음, 전자빔 조사(irradiation) 하에서 FETEM(field emission TEM, 200 keV) 분석을 실시하였다. 전자빔 조사는 1초, 50초, 100초 및 1000초 동안 하여 전자빔 조사에 따른 PZT 나노튜브의 형상에 대한 영향을 연구하였다. 전자빔의 전류밀도는 5-10 Acm- 2 였으며, 산소 분압은 10-6 torr 였다.
실험 결과
도 1a는 PAM에 있는 PZT 나노튜브의 FESEM(field emission scanning electron microscopy) 표면 이미지이며, 고배율 이미지는 상단 우측에 나타나 있다. SEM 이미지는 주사전자현미경(SEM, Hitach S-4700)으로 분석하였다. 도 1a는 본 발명의 PZT 나노튜브는 원하는 50 nm의 세공 직경을 가지는 PAM이 잘 패킹되어 있음을 보여준다. PAM은 1-2 마이크론 크기의 세공 도메인(다른 방향성의 세공 격자를 가지는 이웃의 세공-도메인으로부터 분리되어 있다)에서 잘 정돈된 육모꼴 세공 분포의 어레이를 나타낸다.
주위의 PAM은 5 wt% 인산에 의해 부분적으로 제거시킬 수 있으며, 이는 PZT 나노튜브의 팁을 노출시킨다(도 1b). 도 1b의 내부 그림은 고배율 이미지이다. 도 1b는 10 nm 벽 두께의 제조된 PZT 나노구조의 특성을 잘 보여준다. 외경은 60-70 nm이고, 이용된 PAM의 평균 세공 크기보다 조금 큰 것이다. 이러한 결과는, 알루미나의 벽과 직접적인 접촉을 하는 알루미나의 불완전한 에칭으로 설명될 수 있다.
도 1c는 장기간의 부분적 에칭을 한 이후의 PZT 나노튜브를 보여준다. 도 1c에 따르면, PZT 나노튜브가 서로 기대어 있는 나노튜브의 번들을 관찰할 수 있다. 에칭 용액이 호스트 PAM을 제거할 때, 나노튜브는 PAM으로부터 지지체를 잃게 되며 따라서 나노튜브들이 기대는 경향이 발생한다. PZT 나노튜브의 비어있는 특성이 도 1c의 내부 그림에 명확하게 나타나 있으며, 이는 도 1b의 이미지와 일치하는 것이다. 웨트 화학 에칭의 몇 시간 후의 PZT 나노튜브는 도 1d에 나타나 있으며, 이는 TSS 방법(template-driected growth in conjuction with sol-gel process and a spin coating technique)이 큰 범위에서 PZT 나노튜브를 제조할 수 있음을 명확하게 보여준다.
PZT 나노튜브의 형태 및 구조적 특징을 FETEM으로 실시하였다. 도 2a는 높은 종횡비(aspect ratio)를 나타내는 PZT 나노튜브의 번들을 보여준다. PZT 나노튜브의 번들은 개별적인 나노튜브보다 높은 비율로 관찰되었다. 이러한 현상이 발생하는 것은, PZT 나노튜브에 싸여 있는 알루미나가 쉽게 제거되지 않기 때문인 것으로 판단된다. 도 2b에서 볼 수 있는 선택 범위 전자 회절은, 본 발명에 의해 제조된 PZT 나노튜브가 다결정성임을 보여준다. 고해상 FETEM 분석에 따르면, 나노튜브들은 몇 나노미터의 크기를 갖는 작은 미결정들(crystallites)로 이루어져 있음을 알 수 있다.
웨팅 방법의 경우, 벽 웨팅 및 세공의 완전한 채움은 서로 다른 시간대에서 발생하며, 이는 나노선 또는 나노튜브의 형성을 조절할 수 있다 [15]. 단순한 디핑 방법에서, 함침 시간, 졸의 농도 및 졸의 점도(에이징 시간 및 졸 온도의 함수이다)를 조절하여 나노튜브 및 나노선을 제조할 수 있다[16]. 본 발명의 방법의 경우, 나노튜브 형성은 세공 벽의 표면과 졸 입자 사이의 상호작용에 의해 이루어지는 것으로 판단되며, 스핀-코팅에 의한 나노튜브의 형성에 대한 보다 상세한 설명은 다른 논문에 기재되어 있다[10, 14].
도 3의 패널 a는 나노튜브의 공동(hollow) 특성을 명확하게 보여주는 개별 프리-스탠딩 PZT 나노튜브에 대한 FETEM 이미지이다. PZT 나노튜브의 외경은 50 nm로 분석되었고, 이는 PAM의 세공 직경에 해당하는 것이다. 나노튜브의 벽 두께는 5 nm로 분석되었는데, 이는 도 1b의 FESEM에서 관찰된 두께의 약 1/2에 해당하는 것이다. 차이는 에칭의 정도 차이에 의해 발생하는 것으로 판단된다. 즉, 보다 짧은 시간 동안 에칭이 되면, 나노튜브의 주변에 잔여 알루미나가 보다 많이 있게 된다.
FETEM과 같이 쉽게 사용할 수 있는 장비를 가지고 나노튜브의 모양을 변형시킬 수 있는 지 여부를 조사하는 것은, 나노디바이스를 개발하는 데 있어서 매우 중요한 것이다. 제조된 PZT 나노튜브의 형상에 대한 전자빔 조사(irradiation)의 처리시간에 따른 영향을 조사하였으며, 이 경우 형태 분석에 이용되는 동일한 전자빔을 이용하여 노출 시간을 조절하여 조사하였다. 전자빔 조사 영양은 도 3의 패널 b-d에 나타나 있으며, PZT 나노튜브의 형상이 나노훅으로 변화되었음을 관찰할 수 있다. 또한, 조사 시간이 50초, 100초 및 1000초로 증가함에 따라 PZT 나노튜브의 형상이 점진적으로 변화되고 있음을 명확하게 보여주고 있다.
수렴된 강 전자빔이 PZT 나노튜브의 일부분에 50초 동안 조사되었고, 이는 도 3의 패널 a에서 백색 원으로 표시되어 있다. 튜브 벽의 노출된 부분이 압축되었고, 이는 도 3의 패널 b에서 황색 화살표로 표시하였으며, 한편 튜브의 나머지 부분은 전자빔에 의해 거의 영향을 받지 않았다.
노출시간이 100초로 증가함에 따라 구조의 수축이 보다 증가하였으며, 이는 조사 부위 쪽으로 나노튜브의 벤딩을 초래하였다(도 3의 패널 c). 이 현상은, 튜브 벽의 계속적인 고밀도화에 따른 기계적인 스트레스 때문인 것으로 판단된다. 구조의 압축화(compaction)는 조사 부위의 수축을 초래하며, 나머지 주위 부위는 그대로 유지되었다. 튜브 벽의 비균등화는 기계적 스트레스를 야기하며 이는 주위 부위에 힘을 부가하여 벤딩을 초래한다. 도 3의 패널 d는 1000초 동안 전자빔 조사된 PZT 나노튜브를 나타낸다. 도 3의 패널 d에서 화살표는 전자빔에 의해 영향을 받은 부위와 주위 부위에서의 나노튜브 형상의 명확한 왜곡을 지시한다. 1000초의 전자빔 조사에 의해 영향이 보다 증가한 이유는, 물질 내부로 전자 에너지가 전이 되었기 때문이다. 전자 에너지가 PZT 나노튜브로 들어가면, 나노튜브에 깊이와 넓이에 따라 불균일한 고밀도화가 발생한다. 이러한 불균일 고밀도화 프로파일을 야기하는 다른 요인은 튜브 벽에서 산소가 결실되거나 또는 재배열되는 것이다.
실험결과 요약
TSS 방법에 의해 높은 종횡비의 PZT 나노튜브를 성공적으로 합성되었다는 것이 FESEM으로 확인되었다. PZT 나노튜브의 FETEM 분석에 따르면, 제조된 나노튜브는 50 nm의 직경 및 5 nm의 두께를 가지며, 높은 종횡비를 나타낸다. PZT 나노튜브의 SAED 링 패턴에 따르면, 본 발명의 PZT 나노튜브는 다결정성이다. 이러한 결과는, TSS 방법이 강유전성 나노튜브를 제조하는데 효과적인 방법이며, 다양한 복합 산화물을 제조하는 데 이용될 수 있음을 증명하는 것이다. 또한, 나노디바이스의 적용에 있어서, 전자빔을 이용하여 PZT 나노튜브를 원하는 형상으로 변형시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
참조 문헌
[1] F. D. Morrison, Y. Luo, I. Szafraniak, V. Nagarajan, R. B. Wehrspohn, M. Steinhart, J. H. Wendorff, N. D. Zakharov, E. D. Mishina, K. A. Vorotilov, A. S. Sigov, S. Nakabayashi, M. Alexe, R. Ramesh, and J. F. Scott, Rev. Adv. Mater. Sci. 4, 114 (2003).
[2] Y. S. Kim, D. H. Kim, J. D. Kim, T. W. Noh, J. H. Kong, Y. D. Park, S. D. Bu and J.-G. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 46, 55 (2005).
[3] B. A. Hernandez, K.-S. Chang, E. R. Fisher and P. K. Dorhout, Chem. Mater. 14, 480 (2002).
[4] L. Zhao, M. Steinhart, J. Yu, and U. Gosele, J. Mater. Res. 21, 685 (2006).
[5] D. B. Williams, C. B. Carter, Transmission Electron Microscopy, Plenum Press, New York, 1996.
[6] M. Isaacson, A. Murray, J. Vac. Sci. Technol. 19, 1117 (1981).
[7] C. J. Humphreys, T. J. Bullough, R. W. Devenish, D. M. Maher, P. S. Turner, Scanning Microsc. Suppl. 4, 185 (1990).
[8] S. Takeda K. Koto, S. Iijima, T. Ichihashi, Phys. Rev. Lett. 79, 2994 (1997).
[9] Y. C. Choi, J. Kim, J. K. Han, S. D. Bu, J. B. Park, H. Lee and B. K. Ahn, J. Korean Phys. Soc. 49, S523 (2006).
[10] Y. C. Choi, J. Kim, and S. D. Bu, Mater. Sci. Eng. B 133, 245 (2006).
[11] J. Kim, Y. C. Choi, K.-S. Chang, and S. D. Bu, Nanotechnology 17, 355 (2006).
[12] J. Kim, Y. C. Choi and S. D. Bu, J. Korean Phys. Soc. 49, S529 (2006).
[13] H. Masuda and K. Fukuda, Science 268, 1466 (1995).
[14] J. Kim, Y. C. Choi, and S. D. Bu, Ferroelectrics (in press).
[15] Y. Luo, I. Szafraniak, N. D. Zakharov, V. Nagarajan, M. Steinhart, R. B. Wehrspohn, J. H. Wendorff, R. Ramesh and M. Alexe, Appl. Phys. Lett. 83, 440 (2003).
[16] B. B. Lakshmi, C. J. Patrissi, and C. R. Martin, Chem. Mater. 9, 2544 (1997).
[17] W. Primak and R. Kampwirth, J. Appl. Phys. 39, 5651 (1968).
[18] Z. W. Pan, Z. R. Dai, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 80, 309 (2002).
[19] S. Garcia Blanco, A. Glidle, J. H. Davies, J. S. Aitchison, and J. M. Cooper, Appl. Phys. Lett. 79, 2889 (2001).
[20] V. V. Roddatis, D. S. Su, F. C. Jentoft, and R. Schlogl, Philos. Mag. A 82, 2825 (2002).
도 1a-도 1d는 에칭시간 0분(도 1a), 5분(도 1b), 30분(도 1c) 및 60분(도 1d)을 하여 제조된 PZT 나노튜브(PAM이 있음)에 대한 표면 FESEM 이미지이다.
도 2a-2b는 PZT 나노튜브 번들의 FETEM 이미지(도 2a) 및 SAED 패턴(도 2b)이다.
도 3은 전자빔 조사 시간에 따른 PZT 나노튜브에 대한 영향을 보여주는 FETEM 이미지이며, 패널 a, b, c 및 d는 조사 시간이 각각 1초, 50초, 100초 및 1000초이다.

Claims (11)

  1. 다음 화학식 1로 표시되는 복합금속산화물의 나노구조체에 전자빔을 조사(irradiation)하는 단계를 포함하고, 상기 전자빔의 전류밀도는 0.1-100 Acm-2 인 것을 특징으로 하는 복합금속산화물의 나노구조체의 형상(shape)을 변화시키는 방법:
    화학식 1
    AxA'1-xByB'1-yO3
    상기 화학식에서, A 및 A'은 서로 독립적으로 제2A족 또는 제4A족 금속원소이고, B 및 B'은 서로 독립적으로 제4B족 금속원소이며, x는 0 내지 1의 수이고, y는 0 내지 1의 수이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 나노구조체는 나노튜브, 나노선, 나노로드, 나노테트라포드, 나노트리포드, 나노바이포드 또는 나노리본인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2A족 또는 제4A족 금속원소는 Ba, Pb 및 Sr로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제4B족 금속원소는 Ti 또는 Zr인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 복합 금속 산화물은 PbTiO3, BaTiO3, PbZrO3, PbZryTi1-yO3 또는 BaxSr1-xTiO3인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전자빔의 에너지가 100-500 keV인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전자빔의 조사는 산소 분압 10-1-10-10 torr에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 나노구조체는 전자빔의 조사에 의해 굽힘(bending)되어 형상 변화가 되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020070099049A 2007-10-02 2007-10-02 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법 KR100955911B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070099049A KR100955911B1 (ko) 2007-10-02 2007-10-02 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070099049A KR100955911B1 (ko) 2007-10-02 2007-10-02 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090033959A KR20090033959A (ko) 2009-04-07
KR100955911B1 true KR100955911B1 (ko) 2010-05-03

Family

ID=40760017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070099049A KR100955911B1 (ko) 2007-10-02 2007-10-02 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100955911B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103011064A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 东南大学 一种在纳米材料表面制备10纳米以下亚结构的方法
KR101268443B1 (ko) 2011-04-25 2013-06-04 고려대학교 산학협력단 초점 전자빔을 이용한 전도성 고분자 나노 구조체의 물성 변화 장치, 물성 변화 방법 및 그 방법으로 제조된 직렬 접합형 고분자 나노선
CN104671198A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 天津大学 一种利用电子束诱导方式制备条纹型微纳皱纹结构的方法
KR101569211B1 (ko) 2014-04-25 2015-11-13 주식회사 레조나랩 가시광선을 이용하여 물질의 물성을 제어하는 물성 변화 장치 및 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101591003B (zh) * 2009-06-26 2011-06-22 厦门大学 一种非晶硅氧化物纳米线的电子束聚焦辐照加工方法
CN101602484B (zh) * 2009-06-26 2011-06-08 厦门大学 一种非晶硅氧化物纳米线的焊接方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005161466A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Nagoya Kogyo Univ ナノ複合構造体及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005161466A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Nagoya Kogyo Univ ナノ複合構造体及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jixue Li and Florian Banhart, 2004, Nano Letters, Vol. 4, No. 6, pp. 1143-1146*

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101268443B1 (ko) 2011-04-25 2013-06-04 고려대학교 산학협력단 초점 전자빔을 이용한 전도성 고분자 나노 구조체의 물성 변화 장치, 물성 변화 방법 및 그 방법으로 제조된 직렬 접합형 고분자 나노선
CN103011064A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 东南大学 一种在纳米材料表面制备10纳米以下亚结构的方法
KR101569211B1 (ko) 2014-04-25 2015-11-13 주식회사 레조나랩 가시광선을 이용하여 물질의 물성을 제어하는 물성 변화 장치 및 방법
CN104671198A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 天津大学 一种利用电子束诱导方式制备条纹型微纳皱纹结构的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090033959A (ko) 2009-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100955911B1 (ko) 나노구조체의 형상을 변화시키는 방법
Bae et al. Selective Growth of Carbon Nanotubes on Pre‐patterned Porous Anodic Aluminum Oxide
JP2008511985A (ja) ナノ構造体及びそれを製造する方法
Hu et al. Growth of well-aligned carbon nanotube arrays on silicon substrates using porous alumina film as a nanotemplate
Li et al. Patterning colloidal metal nanoparticles for controlled growth of carbon nanotubes
US7005391B2 (en) Method of manufacturing inorganic nanotube
Lew et al. Template-directed vapor–liquid–solid growth of silicon nanowires
JP4532634B2 (ja) 細孔の製造方法
Färm et al. Self‐Assembled Octadecyltrimethoxysilane Monolayers Enabling Selective‐Area Atomic Layer Deposition of Iridium
Haupt et al. Semiconductor Nanostructures defined by self-organizing Polymers
AU2007222162A2 (en) Method for metal-free synthesis of epitaxial semiconductor nanowires on Si
WO2006092114A1 (de) Verfahren zum herstellen einer dünnschicht-struktur
JP2006512218A (ja) ナノチューブを製造する犠牲テンプレート方法
CN109524511B (zh) 一种纳米线耦合量子点结构及其制备方法
Qiu et al. Size control of highly ordered HfO2 nanotube arrays and a possible growth mechanism
JPH0878769A (ja) 量子構造の形成方法
KR20160136045A (ko) 정렬된 담형태의 탄소나노튜브 구조체, 그 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전자소자
KR100865672B1 (ko) 나노구조의 제조방법
KR100604231B1 (ko) 나노튜브 제작 방법
Shin et al. Synthesis of crystalline carbon nanotube arrays on anodic aluminum oxide using catalyst reduction with low pressure thermal chemical vapor deposition
DE102018207099B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Sequenziereinheit zum Sequenzieren eines biochemischen Materials und Sequenziereinheit
WO2011119231A2 (en) Irradiation assisted nucleation of quantum confinements by atomic layer deposition
Hosokura et al. Preparation of barium titanate with patterned microstructure by a novel electrophoretic deposition method
Singh et al. Synthesis and structural characterization of perovskite 0.65 Pb (Mg1/3Nb2/3) O3–0.35 PbTiO3 nanotubes
Ding et al. Fabrication of nanocrystalline Si: H nanodot arrays with controllable porous alumina membranes

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
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130405

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140408

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee