KR101025300B1

KR101025300B1 - 이중구조 나노입자 빔 생성방법

Info

Publication number: KR101025300B1
Application number: KR1020090053573A
Authority: KR
Inventors: 이진원
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-03-29
Also published as: KR20100135107A

Abstract

본 발명은 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창냉각 시켜 응축하고 이를 고속으로 분사하는 나노입자 빔 생성방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중구조 나노입자 빔 생성방법은, 제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창냉각 시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성하는 단계, 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 상기 생성된 제1 기체 응축핵의 표면에 공급하여 나노입자를 성장시키는 단계, 및 상기 성장한 나노입자를 분사하는 단계를 포함한다. 이 때, 동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮다.

응축핵, 나노입자, 이중구조, 과포화

Description

이중구조 나노입자 빔 생성방법{METHOD OF PRODUCING NANOPARTICLE BEAM OF TWO-LAYERED STRUCTURE}

본 발명은 나노입자 빔 생성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창냉각 시켜 응축하고 이를 고속으로 분사하는 나노입자 빔 생성방법에 관한 것이다.

일반적으로 100nm 이하 크기의 가공이나 가공 중에 발생하는 오염의 제거를 위해 고속으로 움직이는 나노입자를 사용하는 고속 입자빔(particle beam) 기술이 이용되고 있다.

고속 입자빔 기술에서는 1 내지 100nm 크기의 나노입자를 초음속으로 발생시키는 것이 관건인데, 이러한 입자의 생성법은 크게 두 가지로 나뉜다. 즉, 기체나 기체혼합물을 냉각하여 미리 액체나 액체-기체 혼합물을 만들고 이를 노즐을 통해 분사하여 고체입자로 변환하는 액체분무법과, 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창냉각 시켜 응축함으로써 나노입자를 초음속 노즐 안에서 생성하는 기상응축법(homogeneous nucleation)이 있다.

액체분무법은 작은 크기의 입자를 발생시키는데 제약이 있으며, 발생된 입자 의 크기도 매우 불균일하고 입자의 개수밀도도 높지 않다. 이에 반하여 기상응축법은 아주 작은 입자의 생성에 효과적이며, 입자의 크기가 매우 균일하고 입자의 개수밀도도 매우 높다.

그러나 기상응축법으로 입자를 생성하는 경우에는 일반적으로 알려진 응축조건(포화조건)에 도달하여도 입자가 생성되지 않으며, 이보다 매우 높은 과포화상태(높은 압력/밀도나 매우 낮은 온도 조건)가 필요하다. 주어진 온도에서 입자핵이 생성되기 위해 필요한 압력은 포화압력 대비 수십 배 이상이 되기도 한다. 즉, 수십 이상의 과포화도(super saturation)가 필요하게 된다. 따라서 입자를 생성하기 위해 기체를 낮은 온도로 냉각하거나 높은 압력에서 사용하여야 하므로, 냉각과 기체의 사용량이 과다하게 되는 문제가 있다.

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 서로 다른 포화조건을 갖는 기체들을 순차적으로 공급하면서 응축조건을 조성함으로써 나노입자의 생성 및 성장을 용이하게 할 수 있는 이중구조 나노입자 빔 생성방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 서로 다른 포화조건을 갖는 기체들을 혼합하여 공급하면서 순차적으로 서로 다른 응축조건을 조성함으로써 나노입자의 생성 및 성장을 용이하게 할 수 있는 이중구조 나노입자 빔 생성방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중구조 나노입자 빔 생성방법은, 제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창 냉각시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성하는 단계, 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 상기 생성된 제1 기체 응축핵의 표면에 공급하여 나노입자를 성장시키는 단계, 및 상기 성장한 나노입자를 분사하는 단계를 포함한다. 이 때, 동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮다.

상기 제1 기체의 과포화 조건에서 상기 응축핵을 생성할 수 있으며, 상기 제2 기체의 포화 조건에서 상기 나노입자를 성장시킬 수 있다. 이 때, 상기 제1 기체와 제2 기체는 상기 초음속 노즐에서 팽창되기 전 기체 상태를 유지한다.

상기 제1 기체의 임계과포화곡선은 상기 제2 기체의 포화곡선과 임계과포화곡선의 사이에 위치한다. 그리고, 상기 제1 기체의 임계과포화곡선은 상기 제2 기체의 포화곡선과 근접시킬 경우 보다 효과적으로 나노입자를 생성할 수 있다.

상기 제1 기체가 임계과포화 상태에 도달하는 조건에서, 상기 제2 기체의 부분 압력이 포화압력과 임계과포화압력의 사이에 오도록 상기 제2 기체의 초기압력을 설정할 수 있다.

또한 상기 제1 기체 및 제2 기체보다 낮은 응축온도를 갖는 제3 기체를 상기 제1 기체 또는 제2 기체에 혼합하여 공급할 수 있다.

상기 제1 기체로 아르곤(Ar)을 적용할 수 있고, 상기 제2 기체로는 질소(N₂)를 적용할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이중구조 나노입자 빔 생성방법은, 제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체 및 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 혼합하는 단계, 상기 혼합된 혼합기체를 상기 제1 기체의 과포화 조건에서 초음속 노즐을 통해 팽창 냉각시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성하는 단계, 상기 혼합기체를 상기 제2 기체의 포화조건에서 상기 생성된 응축핵을 나노입자로 성장시키는 단계, 및 상기 성장한 나노입자를 분사하는 단계를 포함한다. 이 때, 동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮다.

상기한 바와 같은 이중구조 나노입자 빔 생성방법에 의하면, 매우 작은 나노크기의 입자를 높은 균일도 및 높은 입자개수 밀도로 생성하여 분사할 수 있다.

또한, 입자 생성 및 제어가 용이하며, 냉각장치를 단순화할 수 있고, 기체 사용량을 저감할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 이중/삼중 구조의 나노입자를 생성함으로써 다양한 강도 및 파괴 특성을 만들어 낼 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

'나노입자'라고 하면 일반적으로 직경 범위가 1nm 이상 1000nm 미만인 입자를 포함하는 것이며, 본 발명의 실시예들에서는 직경 범위가 1nm 이상 100nm 이하인 나노입자를 생성하고자 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중구조 나노입자 빔 생성방법을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노입자 빔 생성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창 냉각시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성한다 (S11). 상기 제1 기체는 팽창이 시작되는 단계에서는 기체 상태를 유지한다.

응축성 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창시키면 온도와 압력이 감소하며, 특정 지점에서 포화조건을 지난다. 하지만 응축핵은 포화조건에서 만들어지지 않고, 냉각이 훨씬 더 진행되어 과포화도가 일정 수준이 되어야 입자가 생성되기 시작한다.

핵생성에 필요한 과포화도는 물질의 종류와 초기 조건에 따라 달라지는데, 보통 수십 이상까지 달하는 경우도 있으며, 대개 낮은 온도에서 시작하는 경우에 핵생성에 보다 높은 과포화도가 요구된다.

생성되는 핵의 크기는 1nm 정도의 수준으로서, 1~100nm 직경 크기의 입자를 만들려면, 일단 핵을 생성하고 이 생성된 핵을 원하는 크기까지 성장시켜야 한다.

본 실시예에서 응축핵을 생성하기 위하여 제1 기체의 과포화 조건(제1 조건)을 조성하여 상기 제1 기체가 과포화 상태가 되도록 한다. 이와 같은 과포화 상태에서 상기 제1 기체는 응축되면서 응축핵을 생성하게 된다. 상기 제1 기체의 과포화 조건은 특정 압력에서 제1 포화온도보다 낮은 온도가 조성되거나 특정 온도에서 제1 포화압력보다 높은 압력을 가지는 조건이다.

이와 같은 초음속 팽창에서 핵생성은 아주 짧은 시간에 완료된다. 이는 핵생성이 되면서 응축열이 방출되어 기체의 온도를 올리고 핵생성으로 인해 기체의 양이 줄어들면서 압력이 감소함에 따라 과포화도가 급격히 줄어들기 때문이다. 일례로, 초음속 노즐에서 핵생성 시간은 1 마이크로초 정도가 된다.

다음으로, 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 상기 생성된 제1 기체 응축핵의 표면에 공급하여 나노입자를 성장시킨다 (S12). 상기 제2 기체는 팽창이 시작되는 단계에서는 기체 상태를 유지한다.

이 때, 상기 제2 기체의 포화조건은 상기 제1 기체의 포화조건과 다른데, 동일 압력조건에서 상기 제2 포화온도는 상기 제1 포화온도보다 낮고, 동일 온도조건에서 상기 제2 포화압력은 상기 제1 포화압력보다 높도록 상기 제1 기체 및 제2 기체를 선택한다.

그리고 나노입자의 성장을 위하여 제2 기체의 포화조건(제2 조건)을 조성하여 상기 제2 기체가 포화 또는 낮은 과포화 상태가 되도록 한다. 이와 같은 포화상태에서 상기 제2 기체의 분자는 상기 제1 기체의 응축핵에 달라붙으면서 나노입자를 성장시킬 수 있다.

상기 제2 기체의 공급지점에서의 온도는 공급압력에 대한 포화온도보다는 높으면서 상기 공급지점에서의 제1 기체의 온도와 같거나 낮게 하는 것이 바람직하다. 상기 공급지점은 상기 제1 기체의 핵생성 지점 직후가 바람직하다.

생성된 핵의 주위에 응축이 가능한 기체분자들이 있으면, 이 핵의 표면에 주위기체가 충돌에 의해 달라붙으면서 핵이 성장하여 크기가 증가하게 되는데, 일단 핵이 생성되면 이후의 충돌에 의한 성장과정은 포화조건에서도 가능하다. 핵이 만들어지는 데는 매우 높은 과포화도가 필요하지만, 일단 핵이 생성되면 이 핵 위에 기체가 달라붙어 자라는 데에는 포화압력 정도(과포화도: 1.0)만이 필요하게 되어, 성장은 핵생성에 비해 매우 용이하다.

따라서 상기한 바와 같이 제1 기체를 과포화 조건에서 팽창시켜 먼저 응축핵 을 생성하고 이 상태에서 제2 기체를 포화 조건에서 공급하면, 생성된 제1 기체 응축핵의 표면에 제2 기체가 응축 성장하여 전체적으로는 내부에 아주 작은 제1 기체 물질의 핵이 있고 그 주위에 제2 기체 물질들이 둘러싼 이중 구조의 입자가 된다.

이 때, 상기 제1 기체와 제2 기체는 초음속 노즐에서 팽창을 시작하는 단계에서는 모두 기체상태를 유지하게 되며, 응축핵과 나노입자의 성장은 초음속 노즐 내에서 팽창 냉각하면서 이루어진다. 이러한 과정을 통해 생성된 나노입자는 1 내지 100nm 직경 크기로 극고농도를 갖게 된다.

상기 제1 기체로는 아르곤(Ar)을 적용할 수 있고, 상기 제2 기체로는 질소(N₂)를 적용할 수 있다.

이중구조의 입자가 생성되는 경우, 입자의 크기와 강도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 서로 다른 결합력을 갖는 제1 기체(예: 아르곤)와 제2 기체(예: 질소)가 응축되어 입자를 형성하는 경우에, 각 기체의 상대비율에 의해 강도가 정해지며, 초음속 노즐의 길이를 조절함으로써 성장시간을 변화시켜 입자의 크기를 제어할 수 있다.

내부에 이종물질의 핵이 있기는 하지만, 이 핵의 크기는 대개 1nm 이하로 너무 작아서 나노입자의 크기가 10nm라고 하면 전체 질량에서 차지하는 비율이 0.1% 이하이므로 나노입자의 전체적인 특성은 제2 기체 물질만으로 이루어진 나노입자와 거의 차이가 없다.

응축핵 생성을 담당하는 제1 기체의 소모를 최소화하고 입자를 만들기 위해 서는 상기 제1 기체의 삼중점(Tt1) 근처에서 팽창을 시작하도록 하고, 제1 기체가 임계과포화 상태에 도달하는 조건에서 상기 제2 기체의 부분 압력이 포화압력과 임계과포화압력의 사이에 오도록 초기압력과 조성을 정해줄 수 있다. 나아가 초기에 응축핵을 생성하는 제1 기체의 임계과포화곡선이 입자를 형성하는 제2 기체의 포화곡선과 제2 기체의 임계과포화곡선의 중간에 위치하도록 할 수 있으며, 이 경우 제1 기체는 핵을 생성하기 시작하면서 동시에 제2 기체가 응축되기 시작하여 행생성과 성장의 두 과정이 바로 이어져 일어나므로 보다 효과적으로 나노입자를 만들 수 있다.

도 2는 아르곤과 질소의 포화곡선과 임계과포화곡선을 나타낸 상평형도이다. 여기서, 실선은 아르곤의 포화곡선이고 점선은 질소의 포화곡선이며, 검은색 삼각형은 아르곤의 임계과포화곡선이고 흰색 삼각형은 질소의 임계과포화곡선이다.

도 2를 참조하면, 응축핵 생성을 위해서 아르곤(제1 기체)의 삼중점 근처에서 팽창을 시작하도록 할 수 있으며, 압력 및 온도가 낮아져 아르곤이 임계과포화 상태에 도달할 때에, 질소(제2 기체)의 부분 압력이 포화압력(포화곡선)과 임계과포화압력(과포화곡선)의 사이에 오도록 초기압력과 조성을 정해줄 수 있다.

다음으로, 상기 성장시킨 나노입자를 설정된 대상을 향해 분사한다 (S13).

한편, 제1 기체 및 제2 기체와 포화조건이 다른 기체를 적어도 하나 이상 추가로 공급함으로써 2가지 이상의 물질이 섞여 있는 구조의 입자를 성장시킬 수 있으며, 이들 기체들을 순차적으로 공급함으로써 2가지 이상의 층으로 구성된 입자를 성장시킬 수도 있다.

또한, 상기 나노입자 성장단계에서 팽창 및 냉각속도를 높게 유지할 수 있도록 응축에 관여하지 않는 제3 기체를 포함시킬 수 있다. 그러면 냉각속도는 빠르지만 압력변화는 느리도록 조절이 가능하며, 이 경우 주어진 온도에서 기체의 압력이 높게 유지되어 응축과 성장을 촉진할 수 있게 된다. 예를 들어, 낮은 압력에서 질소와 아르곤을 혼합하면 아르곤이 핵생성되는 지점에서 질소의 압력이 포화압력에 이르지 못하게 되므로 상기 질소는 응축되지 않고 비응축 기체로 거동하게 된다. 따라서 압력이 높게 유지되는 것이 필요하다.

제3 기체는 처음부터 제1 기체 또는 제2 기체와 혼합하여 공급될 수 있다. 이러한 제3 기체로는 응축온도가 매우 낮아서 초음속 팽창을 하는 동안에 온도가 낮아지더라도 상기 제3 기체는 응축온도에 도달하지 않는 기체를 적용할 수 있으며, 일례로 헬륨(He)을 적용할 수 있다.

또한 시작온도가 높아도 된다면, 초음속 노즐의 유동속도(V)가 초기온도(To)의 제곱근에 비례 (V ~ To^1/2)하므로, 약간의 속도증가 효과도 기대할 수 있다. 이러한 속도증가는 가공이나 오염제거 성능을 증대시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중구조 나노입자 빔 생성방법을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노입자 빔 생성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체 및 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 혼합한다 (S21).

이 때, 동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮도록 상기 제1 기체와 제2 기체를 선택한다.

다음으로, 상기 혼합된 혼합기체를 상기 제1 기체의 과포화 조건에서 초음속 노즐을 통해 팽창냉각 시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성한다 (S22).

혼합기체를 사용하는 경우에, 상기 혼합된 두 기체는 팽창 중 항상 온도는 같고 압력은 감소하는데, 두 기체의 부분압력의 비는 초기 팽창 전의 부분압력의 비와 같게 유지된다. 따라서 핵생성 지점에 도달했을 때 제1 기체의 부분압은 그 지점의 온도에서의 제1 기체의 입계과포화압력이 되도록 하고, 제2 기체의 부분압력은 제2 기체의 포화압력보다는 크지만 제2 기체의 임계포화압력보다는 작은 범위에 있도록 초기의 압력을 설정할 수 있다.

도 2를 참조하면, 초음속 노즐을 통해 기체를 팽창 냉각시키는 경우에 상기 상평형도에 나타낸 기체의 팽창경로에 따라 이동할 수 있다. 즉, 포화곡선의 바깥쪽(오른쪽) 기체상태에서 시작해서 초음속 노즐을 통해 팽창시키면 기체의 팽창경로는 포화곡선보다 훨씬 수평에 가깝게 왼쪽 아래로 이동하게 된다. 따라서 포화곡선을 지난 다음 순차적으로 임계과포화곡선을 지나게 되며, 이 때 핵생성이 일어나게 된다.

다음으로, 상기 혼합기체를 상기 제2 기체의 포화조건에서 상기 생성된 응축핵을 나노입자로 성장시킨다 (S23).

즉, 초음속 노즐을 통해 상기 제1 기체의 응축핵이 생성된 혼합기체를 계속 이동시키면 상기 응축핵의 표면에 주위 기체가 충돌에 의해 달라붙으면서 핵이 성장하여 크기가 증가한다. 이러한 나노입자의 성장은 제2 기체의 포화조건에서 가능하므로 용이하게 원하는 크기의 나노입자를 생성할 수 있다.

이 때, 제1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제1 기체와 제2 기체는 초음속 노즐에서 팽창을 시작하는 단계에서는 모두 기체상태를 유지하게 되며, 응축핵과 나노입자의 성장은 초음속 노즐 내에서 팽창 냉각하면서 이루어진다. 이러한 과정을 통해 생성된 나노입자는 1 내지 100nm 직경 크기로 극고농도를 갖게 된다.

상기 제1 기체로 아르곤(Ar)을 적용할 수 있고, 상기 제2 기체로 질소(N₂)를 적용할 수 있다. 이 경우, 아르곤 40몰%와 질소 60몰%로 하고, 초기 압력은 1 내지 10기압, 온도는 100 내지 150K (영하 120 내지 170℃) 정도로 설정할 수 있다.

다음으로, 상기 성장시킨 나노입자를 기 설정된 대상을 향해 분사한다 (S24).

도 4는 초음속 노즐을 구비한 분사장치의 구성을 예시하기 위해 도시한 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 분사장치(200)는 서로 다른 성질의 기체를 각각 공급하기 위해 각각의 기체 공급기(220, 221), 필터(230), 온도 제어기(240)를 구비한다. 분사장치(200)는 기체 또는 기체 혼합물의 성질에 따라 기체 공급기(221)에서 상온 상태로 저장될 수 있으며, 이 경우, 기체 공급기(221)에서 공급되는 기 체 또는 기체 혼합물은 별도의 온도 제어기를 통과하지 않고 바로 초음속 노즐(210)에 공급될 수 있다.

상기 각각의 기체 공급기(220, 221)에는 상기 제1 기체와 제2 기체를 구분하여 저장하고 조건을 달리하여 상기 초음속 노즐(210)에 상기 기체들을 공급함으로써 나노입자 빔을 생성할 수 있다. 또한 하나의 기체 공급기(221)를 생략하고, 기체 공급기(220)에 제1 기체와 제2 기체의 혼합기체를 저장하였다가 초음속 노즐(210)에 공급함으로써 나노입자 빔을 생성할 수도 있다.

설명되지 않은 도면부호 10은 나노입자 빔을 분사하는 대상물이다.

상기 분사장치의 구성은 본 발명의 실시예들에 따른 생성방법을 구현하기 위한 하나의 예시적인 구성이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 2는 아르곤과 질소의 포화곡선과 임계과포화곡선을 나타낸 상평형도이다.

Claims

제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체를 초음속 노즐을 통해 팽창 냉각시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성하는 단계;

제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 상기 생성된 제1 기체 응축핵의 표면에 상기 초음속 노즐을 통해 공급하여 나노입자를 성장시키는 단계;

상기 성장한 나노입자를 분사하는 단계

를 포함하고,

동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮은 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제1 포화온도와 제1 포화압력을 갖는 제1 기체 및 제2 포화온도와 제2 포화압력을 갖는 제2 기체를 혼합하는 단계;

상기 혼합된 혼합기체를 상기 제1 기체의 과포화 조건에서 초음속 노즐을 통해 팽창 냉각시켜 응축핵(condensation nuclei)을 생성하는 단계;

상기 혼합기체를 상기 제2 기체의 포화조건에서 상기 생성된 응축핵을 나노입자로 성장시키는 단계;

상기 성장한 나노입자를 분사하는 단계

를 포함하고,

동일 압력조건에서 상기 제1 포화온도는 상기 제2 포화온도보다 높고, 동일 온도조건에서 상기 제1 포화압력은 상기 제2 포화압력보다 낮은 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체의 과포화 조건에서 상기 응축핵을 생성하는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제2 기체의 포화 조건에서 상기 나노입자를 성장시키는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체와 제2 기체는 상기 초음속 노즐에서 팽창되기 전 기체 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체의 임계과포화곡선이 상기 제2 기체의 포화곡선과 임계과포화곡선의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제1 기체의 임계과포화곡선은 상기 제2 기체의 포화곡선과 근접시키는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체가 임계과포화 상태에 도달하는 조건에서, 상기 제2 기체의 부분 압력이 포화압력과 임계과포화압력의 사이에 오도록 상기 제2 기체의 초기압력을 설정하는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체 및 제2 기체보다 낮은 응축온도를 갖는 제3 기체를 상기 제1 기체 또는 제2 기체에 혼합하여 공급하는 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 기체는 아르곤(Ar)이고, 상기 제2 기체는 질소(N₂)인 것을 특징으로 하는 이중구조 나노입자 빔 생성방법.