KR101145001B1 - Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template - Google Patents

Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template Download PDF

Info

Publication number
KR101145001B1
KR101145001B1 KR1020090009903A KR20090009903A KR101145001B1 KR 101145001 B1 KR101145001 B1 KR 101145001B1 KR 1020090009903 A KR1020090009903 A KR 1020090009903A KR 20090009903 A KR20090009903 A KR 20090009903A KR 101145001 B1 KR101145001 B1 KR 101145001B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanostructure
sol
zinc
oxide
porous
Prior art date
Application number
KR1020090009903A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100090556A (en
Inventor
김현재
정웅희
안병두
김건희
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020090009903A priority Critical patent/KR101145001B1/en
Publication of KR20100090556A publication Critical patent/KR20100090556A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101145001B1 publication Critical patent/KR101145001B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • 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)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법에 관한 것으로, 다공성 나노 구조체를 갖는 기판을 마련하여 표면 처리하는 단계와, 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 산화화합물 졸을 주입하는 단계와, 열처리 공정을 통해 상기 산화화합물 졸을 건조 및 가열하여 산화화합물 겔로 변화시켜 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 산화물 나노 구조체를 형성하는 단계와, 상기 다공성 나노 구조체와 산화물 나노 구조체를 분리하는 단계를 포함함으로써, 대량 생산이 가능하고, 다공성 나노 구조체의 크기를 조절하여 산화물 나노 구조체의 크기를 쉽게 조절할 수 있으며, 주입하는 용액의 종류와 조성을 쉽게 바꿀 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, comprising preparing a substrate having a porous nanostructure and performing surface treatment, and injecting an oxide compound sol into the porous nanostructure. And drying and heating the oxidized compound sol through an annealing process to form an oxide compound gel to form an oxide nanostructure inside the porous nanostructure, and separating the porous nanostructure and the oxide nanostructure. By including, mass production is possible, by controlling the size of the porous nanostructures can easily control the size of the oxide nanostructures, there is an effect that can easily change the type and composition of the solution to be injected.

졸-겔 공정, 다공성 틀, 다공성 나노 구조체, 산화물 나노 구조체, 표면처리 Sol-gel process, porous framework, porous nano structure, oxide nano structure, surface treatment

Description

졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법{METHOD OF FABRICATING OXIDE NANO-STRUCTURE USING SOL-GEL PROCESS AND POROUS NANO TEMPLATE}METHODS OF FABRICATING OXIDE NANO-STRUCTURE USING SOL-GEL PROCESS AND POROUS NANO TEMPLATE}

본 발명은 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화물 물질의 졸-겔(sol-gel) 공정을 기반으로 하고 이를 이용하여 다공성 나노 구조체에 주입하여 산화물 나노 구조체를 획득함으로써, 기존의 제조 방법보다 다원계 금속 산화물을 효과적으로 제작할 수 있으며, 원하는 크기와 물질의 조성, 그리고 물질의 상까지 얻을 수 있도록 한 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, and more particularly, based on a sol-gel process of an oxide material and using the same in a porous nanostructure. By obtaining the oxide nanostructure by injection, it is possible to produce a multi-metal oxide more effectively than the conventional manufacturing method, using a sol-gel process and a porous nanostructure to obtain the desired size and composition of the material, and even the phase of the material It relates to a method for producing an oxide nanostructure.

일반적으로, 여러 물질의 나노 구조체(Nano-Structure)는 예컨대, VLS(Vapor-Liquid-Solid), VS(Vapor-Solid), SLS(Solution-Liquid-Solid) 등의 메카니즘을 통하여 제작된다.In general, nano-structures of various materials are manufactured through mechanisms such as VLS (Vapor-Liquid-Solid), VS (Vapor-Solid), SLS (Solution-Liquid-Solid), and the like.

상기 VLS 메카니즘을 이용하여 나노 구조체를 제작하기 위해서는 금속 촉매제가 필요하며, 금속 촉매제로는 물질의 녹는점을 낮출 수 있는 금속류(예컨대, Au, Ni, Fe 등)가 사용된다. 이러한 VLS 메카니즘에서는 촉매제의 위치와 크기로 나노 구조체의 위치와 지름을 제어할 수 있으며 높은 결정성을 갖는 나노 구조체를 합성할 수 있다.In order to fabricate the nanostructures using the VLS mechanism, a metal catalyst is required, and as the metal catalyst, metals (eg, Au, Ni, Fe, etc.) capable of lowering the melting point of the material are used. In this VLS mechanism, the position and size of the nanostructure can be controlled by the position and size of the catalyst and a nanostructure having high crystallinity can be synthesized.

예컨대, VLS 메카니즘을 이용하여 Si 나노 구조체를 얻기 위한 대표적인 종래 기술로서, 선행문헌 1{Lincoln J. Lauhon et al. "Epitaxial core-shell and core-multishell nanowire heterostructures" Nature 420, 57, (2002)}에 제안된 바와 같이, 먼저, 가스 상태의 반응물들이 촉매제인 금 나노 구름 표면 위에 금과 결합하여 핵이 생성되고 나노 구조체가 생성되기 시작한 다음, 다중 껍질을 가지는 Si 나노 구조체를 제작한다.For example, as a representative prior art for obtaining Si nanostructures using the VLS mechanism, prior art 1 {Lincoln J. Lauhon et al. As suggested in "Epitaxial core-shell and core-multishell nanowire heterostructures" Nature 420, 57, (2002)}, first, gaseous reactants combine with gold on the surface of the gold nanocloud as a catalyst to form nuclei. After the structures begin to be produced, Si nanostructures with multiple shells are fabricated.

이 때, 금은 Si 나노 구조체 성장의 촉매가 되며, 금은 Si과 같이 액상 합금화를 이룰 수 있을 정도로 Si의 녹는점을 크게 낮추는 역할을 한다. 이는 Si과 Fe의 상평형도를 통해 알 수 있다. 즉, 촉매를 사용하면 나노 구조체 끝에 금속 촉매가 끝에 남아있게 된다. 이것이 바로 VLS 메카니즘을 이용한 Si 나노 구조체 형성방법이다.At this time, gold serves as a catalyst for the growth of Si nanostructures, and gold plays a role of significantly lowering the melting point of Si such that liquid phase alloying can be achieved like Si. This can be seen from the phase equilibrium of Si and Fe. In other words, the use of a catalyst leaves a metal catalyst at the end of the nanostructure. This is how Si nanostructures are formed using the VLS mechanism.

상기와 같은 VLS 메카니즘은 Si뿐만 아니라 예컨대, Ge, ZnO, ZnSe, GaAs, GaP, GaN, InP, CdS, CdSe 등 1차원적인 나노 구조체를 얻는 대표적인 방법이다{선행문헌 2 ; Younan Xia et al. "One Dimensional Nanostructures : Synthesis, Characaterization, and Application" Advanced Materials 15, 353, (2003) 참조}.Such a VLS mechanism is a representative method for obtaining not only Si but also one-dimensional nanostructures such as Ge, ZnO, ZnSe, GaAs, GaP, GaN, InP, CdS, CdSe, etc. (prior document 2; Younan Xia et al. See "One Dimensional Nanostructures: Synthesis, Characaterization, and Application" Advanced Materials 15, 353, (2003)}.

한편, SLS 메카니즘으로 나노 구조체를 제작하기 위해서는 액체 프리커서 (Liquid Precursor)가 필요하다. 이러한 SLS 메카니즘 또한 금과 같은 촉매제가 필요하며, 금은 나노 구조체의 수득율을 높이거나, 지름과 위치를 제어하게 한다. 즉, 상기 SLS 메카니즘을 통해 제작되어진 나노 구조체는 상기 VLS 메카니즘으로 제작되어진 나노 구조체보다 성장온도가 낮으며, 그로 인해 결정성이 떨어지게 된다.On the other hand, a liquid precursor (Liquid Precursor) is required in order to fabricate the nanostructure by the SLS mechanism. This SLS mechanism also requires a catalyst such as gold, which allows the yield of nanostructures to be increased, or to control the diameter and location. In other words, the nanostructures fabricated through the SLS mechanism have a lower growth temperature than the nanostructures fabricated by the VLS mechanism, resulting in poor crystallinity.

예컨대, SLS 메카니즘으로 Si 나노 구조체를 얻기 위한 대표적인 종래 기술로서, 선행문헌 3{Xianmao Lu et al. "Growth of Single Crystal Silicon Nanowires in Supercritical Sliution from Tethered Gold Particles on a Silicon Substrate" Nano letters 3, 93, (2003)}에 제안된 바와 같이, 금속 촉매제로 Au 나노파티클을 사용하였으며, Si 액상 프리커서와 용매로는 (C6H5)2SiH2와 헥산을 사용하였다. (C6H5)2SiH2는 Si원자로 분해되고 마찬가지로 Si과 Au가 액상 합금화를 이루어 Si이 석출되는 방식으로 Si 나노 구조체가 합성된다. 금속 촉매제는 나노 구조체의 지름을 결정지을 수 있으며, 위치를 제어할 수 있다.For example, as a representative prior art for obtaining a Si nanostructure by the SLS mechanism, the prior art document 3 {Xianmao Lu et al. As suggested in "Growth of Single Crystal Silicon Nanowires in Supercritical Sliution from Tethered Gold Particles on a Silicon Substrate" Nano letters 3, 93, (2003)}, Au nanoparticles were used as metal catalysts. (C 6 H 5 ) 2 SiH 2 and hexane were used as a solvent. Si nanostructures are synthesized in such a way that (C 6 H 5 ) 2 SiH 2 is decomposed into Si atoms and Si and Au form liquid phase alloys to precipitate Si. Metal catalysts can determine the diameter of the nanostructures and control their position.

한편, 종래의 기술에서 금속 촉매와 증기(Vapor)에 의해서가 아닌 졸-겔(sol-gel) 공정과 석출을 이용한 산화 아연 나노 구조체에 대하여 설명하면, 먼저, 질산 아연염과 탄화 암모늄을 각각 DI water에 녹인 후, 질화 아연 용액을 탄화 암모늄 용액에 천천히 떨어뜨린 다음 저어 줌으로써 석출하게 된다. 이렇게 석출된 것을 필터링을 하고 DI water에 헹굼으로써 잔존물을 없애주게 된다. 그 후 다시 DI water에 넣고 5분간 저어준다. 이 부유물을 Teflon-lined 100mL capacity autoclave에 옮겨 넣은 후 hydrothermal synthesis를 약 130℃부터 200℃까지 실행해준다. 이러한 과정이 끝나고 알콜로 씻어 준 다음 약 90℃에서 12시간동안 말려 주면 산화 아연 나노 구조체를 얻게 된다.Meanwhile, in the prior art, when describing a zinc oxide nanostructure using a sol-gel process and precipitation rather than a metal catalyst and a vapor, first, zinc nitrate salt and ammonium carbide are respectively DI. After dissolving in water, the zinc nitride solution is slowly dropped into the ammonium carbide solution and then precipitated by stirring. The precipitate is filtered and rinsed in DI water to remove the residue. Then put it back in DI water and stir for 5 minutes. The suspension is transferred to a Teflon-lined 100 mL capacity autoclave and subjected to hydrothermal synthesis from about 130 ° C to 200 ° C. After this process, the mixture is washed with alcohol and dried at about 90 ° C for 12 hours to obtain zinc oxide nanostructures.

다른 한편, 종래의 기술에서 Anodic Aluminum Oxide(AAO)를 이용하여 정렬된 산화 아연 나노 구조체를 제조하는 방법에 대하여 설명하면, 먼저, AAO 다공성 나노 구조체를 제조한 뒤 불순물과 장벽층(Barrier Layer)을 HgCl2 용액과 인산으로 제거한다. 그 후 금을 스퍼터링 공정을 이용하여 AAO 위에 증착한다. 나노 구조체의 성장은 튜브 퍼니스에서 이루어진다. AAO 다공성 나노 구조체는 아연으로 덮여있다. 그 후에 약 800℃ 내지 900℃의 온도 범위 및 아르곤 분위기에서 열처리를 수행하면 아연이 완전히 증발해버리게 된다. 마지막으로, 열처리와 아르곤 가스 주입을 멈추고 산소를 주입하면 산화 아연 나노 구조체가 완성된다.On the other hand, in the prior art, a method for manufacturing an aligned zinc oxide nanostructure using Anodic Aluminum Oxide (AAO) will be described. First, an AAO porous nanostructure is manufactured, and then impurities and barrier layers are formed. Remove with HgCl 2 solution and phosphoric acid. Gold is then deposited onto AAO using a sputtering process. Growth of the nanostructures takes place in a tube furnace. AAO porous nanostructures are covered with zinc. After that, the heat treatment is performed in the temperature range of about 800 ℃ to 900 ℃ and argon atmosphere, the zinc is completely evaporated. Finally, stopping the heat treatment and argon gas injection and injecting oxygen completes the zinc oxide nanostructures.

그러나, 전술한 종래의 기술들은 고가의 진공장비와 촉매를 기본으로 하고 증착 방법을 이용하여 나노 구조체를 제조함으로써, 제조 공정이 복잡해지게 되고 비용이 증가되는 문제점이 있다.However, the above-described conventional techniques are based on expensive vacuum equipment and catalysts and manufacture nanostructures using a deposition method, thereby making the manufacturing process complicated and increasing costs.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산화물 물질의 졸-겔(sol-gel) 공정을 기반으로 하고 이를 이용하여 다공성 나노 구조체에 주입하여 산화물 나노 구조체를 획득함으로써, 기존의 제조 방법보다 다원계 금속 산화물을 효과적으로 제작할 수 있으며, 원하는 크기와 물질의 조성, 그리고 물질의 상까지 얻을 수 있도록 한 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is based on the sol-gel process of the oxide material and by using it to inject into the porous nanostructures to obtain the oxide nanostructures In addition, the present invention provides a method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, which can produce a multi-element metal oxide more effectively than conventional manufacturing methods, and obtain a desired size, composition, and phase of a material. It is.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, (a) 다공성 나노 구조체를 갖는 기판을 마련하여 표면 처리하는 단계; (b) 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 산화화합물 졸을 주입하는 단계; (c) 열처리 공정을 통해 상기 산화화합물 졸을 건조 및 가열하여 산화화합물 겔로 변화시켜 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 산화물 나노 구조체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 다공성 나노 구조체와 산화물 나노 구조체를 분리하는 단계를 포함하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, an aspect of the present invention, (a) preparing a surface having a porous nanostructure and surface treatment; (b) injecting an oxide compound sol into the porous nanostructure; (c) drying and heating the oxidized compound sol to a oxidized compound gel through a heat treatment process to form an oxide nanostructure inside the porous nanostructure; And (d) to provide a sol-gel process comprising the step of separating the porous nanostructure and the oxide nanostructures and a method for producing the oxide nanostructures using the porous nanostructures.

여기서, 상기 다공성 나노 구조체를 갖는 기판은 양극 산화 알루미나(Anodic Aluminum Oxide, AAO) 또는 아크릴아미드(AAM) 물질을 포함함이 바람직하다.Here, the substrate having the porous nanostructures may include anodized alumina (Anodic Aluminum Oxide, AAO) or acrylamide (AAM) material.

바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 산화화합물 졸의 주입 시 스핀 코 팅(Spin Coating) 또는 딥 코팅(Dip Coating) 방법을 이용하여 주입할 수 있다.Preferably, in step (b), the injection of the oxide compound sol may be performed using spin coating or dip coating.

바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 산화화합물 졸의 주입 시 80℃ 내지 100℃의 온도범위와 10-1 내지 10-7torr 범위의 진공 분위기에서 주입할 수 있다.Preferably, in the step (b), the injection of the oxide compound sol may be injected in a temperature range of 80 ℃ to 100 ℃ and a vacuum atmosphere of 10 -1 to 10 -7 torr range.

바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 산화화합물 졸은, 아연화합물, 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물, 하프늄 화합물, 지르코늄 화합물, 마그네슘 화합물, 이트륨 화합물 및 탈륨화합물로 이루어진 군에서 적어도 2종 이상이 선택된 분산질에, 상기 분산질에 각각 상응하는 분산매를 혼합하여 분산계를 형성하는 단계와, 상기 분산계를 각각 스터링하고, 에이징하는 단계를 포함하여 형성하되, 상기 아연화합물 대 상기 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물 및 탈륨화합물의 각각의 몰 비는 1대0.1 내지 1대2인 것이다.Preferably, in the step (b), the oxide compound sol is at least two or more from the group consisting of zinc compounds, indium compounds, gallium compounds, tin compounds, hafnium compounds, zirconium compounds, magnesium compounds, yttrium compounds and thallium compounds And forming a dispersion system by mixing a dispersion medium corresponding to the dispersion with a selected dispersion, and stirring and aging the dispersion system, respectively, wherein the zinc compound versus the indium compound and the gallium compound are formed. And the molar ratio of the tin compound and thallium compound is 1 to 0.1 to 1 to 2.

바람직하게, 상기 분산매는, 이소프로판올(isopropanol), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 에탄올(ethanol), 탈이온수(deionized water), 메탄올(methanol), 아세틸아세톤(acetylacetone), 디메틸아민보란(dimethylamineborane), 아세토니트릴(acetonitrile)로 이루어진 군에서 상기 분산질에 상응하여 1종 이상이 선택될 수 있다.Preferably, the dispersion medium is isopropanol (isopropanol), 2-methoxyethanol (2-methoxyethanol), dimethylformamide (dimethylformamide), ethanol (ethanol), deionized water (methanol), acetylacetone ( At least one selected from the group consisting of acetylacetone, dimethylamine borane and acetonitrile may be selected according to the dispersoid.

바람직하게, 상기 아연화합물은, 아연 시트레이트 디하이드레이트(Zinc citrate dihydrate), 아연 아세테이트(Zinc acetate), 아연 아세테이트 디하이드레이트(Zinc acetate dihydrate), 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zinc acetylacetonate hydrate), 아연 아크릴레이트(Zinc acrylate), 아연 클로라이 드(Zinc chloride), 아연 디에틸디씨오카바메이트(Zinc diethyldithiocarbamate), 아연 디메틸디씨오카바메이트(Zinc dimethyldithiocarbamate), 아연 플루라이드(Zinc fluoride), 아연 플루라이드 하이드레이트(Zinc fluoride hydrate), 아연 헥사플루로아세틸아세토네이트 디하이드레이트(Zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate), 아연 메타아크릴레이트(Zinc methacrylate), 아연 니트레이트 헥사하이드레이트(Zinc nitrate hexahydrate), 아연 니트레이트 하이드레이트(Zinc nitrate hydrate), 아연 트리플루로메탄술포네이트(Zinc trifluoromethanesulfonate), 아연 운데실레네이트(Zinc undecylenate), 아연 트리플루로아세테이트 하이드레이트(Zinc trifluoroacetate hydrate), 아연 테트라플루로보레이트 하이드레이트(Zinc tetrafluoroborate hydrate) 또는 아연 퍼클로레이트 헥사하이드레이트(Zinc perchlorate hexahydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the zinc compound, zinc citrate dihydrate, zinc acetate, zinc acetate dihydrate, zinc acetylacetonate hydrate, zinc acetylacetonate hydrate, zinc acrylate (Zinc acrylate), Zinc chloride, Zinc diethyldithiocarbamate, Zinc dimethyldithiocarbamate, Zinc fluoride, Zinc fluoride hydrate Zinc fluoride hydrate, Zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate, Zinc methacrylate, Zinc nitrate hexahydrate, Zinc nitrate hydrate, Zinc triflumethanesulfonate (Zinc trifluo romethanesulfonate, zinc undecylenate, zinc trifluoroacetate hydrate, zinc tetrafluoroborate hydrate, or zinc perchlorate hexahydrate can do.

바람직하게, 상기 인듐화합물은, 인듐 클로라이드(Indium chloride), 인듐 클로라이드 테트라하이드레이트(Indium chloride tetrahydrate), 인듐 플루라이드(Indium fluoride), 인듐 플루라이드 트리하이드레이트(indium fluoride trihydrate), 인듐 하이드록사이드(Indium hydroxide), 인듐 니트레이트 하이드레이트(Indium nitrate hydrate), 인듐 아세테이트 하이드레이트(Indium acetate hydrate), 인듐 아세틸아세토네이트(Indium acetylacetonate), 또는 인듐 아세테이트(Indium acetate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the indium compound, Indium chloride, Indium chloride tetrahydrate, Indium fluoride, Indium fluoride trihydrate, Indium hydroxide hydroxide), indium nitrate hydrate, indium acetate hydrate, indium acetylacetonate, or indium acetate.

바람직하게, 상기 갈륨화합물은, 갈륨 아세틸아세토네이트(Gallium acetylacetonate), 갈륨 클로라이드(Gallium chloride), 갈륨 플루라이드(Gallium fluoride), 또는 갈륨 니트레이트 하이드레이트(Gallium nitrate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the gallium compound may include at least one of gallium acetylacetonate, gallium chloride, gallium fluoride, or gallium nitrate hydrate. have.

바람직하게, 상기 주석화합물은, 틴 아세테이트(Tin acetate), 틴 클로라이드(Tin chloride), 틴 클로라이드 디하이드레이트(Tin chloride dihydrate), 틴 클로라이드 펜타하이드레이트(Tin chloride pentahydrate), 또는 틴 플루라이드(Tin fluoride) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the tin compound may include tin acetate, tin chloride, tin chloride dihydrate, tin chloride pentahydrate, or tin fluoride. It may include at least one of.

바람직하게, 상기 탈륨화합물은, 탈륨 아세테이트(Thallium acetate), 탈륨 아세틸아세토네이트(Thallium acetylacetonate), 탈륨 클로라이드(Thallium chloride), 탈륨 클로라이드 테트라하이드레이트(Thallium chloride tetrahydrate), 탈륨 사이클로펜타디에나이드(Thallium cyclopentadienide), 탈륨 플루라이드(Thallium fluoride), 탈륨 포메이트(Thallium formate), 탈륨 헥사플루로아세틸아세토네이트(Thallium hexa fluoroacetylacetonate), 탈륨 니트레이트(Thallium nitrate), 탈륨 니트레이트 트리하이드레이트(Thallium nitrate trihydrate), 탈륨 트리플루로아세테이트(Thallium trifluoroacetate) 또는 탈륨 퍼클로레이트 하이드레이트(Thallium perchlorate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the thallium compound is thallium acetate, thallium acetylacetonate, thallium chloride, thallium chloride tetrahydrate, thallium cyclopentadienide , Thallium fluoride, thallium formate, thallium hexafluorofluoroacetonate, thallium nitrate, thallium nitrate trihydrate, thallium It may include at least one of trifluoroacetate (Thallium trifluoroacetate) or thallium perchlorate hydrate (Thallium perchlorate hydrate).

바람직하게, 상기 아연화합물, 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물 또는 탈륨화합물의 몰농도는 각각 0.1M 내지 10M 인 것이다.Preferably, the molar concentration of the zinc compound, indium compound, gallium compound, tin compound or thallium compound is 0.1M to 10M, respectively.

바람직하게, 상기 분산계에 졸 안정제를 상기 아연화합물과 동일한 몰수비로 혼합할 수 있다.Preferably, the sol stabilizer may be mixed in the same molar ratio as the zinc compound in the dispersion system.

바람직하게, 상기 졸 안정제는, 모노-에탄올아민(mono-ethanolamine), 디-에탄올아민(di-ethanolamine) 및 트리-에탄올아민(tri-ethanolamine)으로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.Preferably, the sol stabilizer may include one or more from the group consisting of mono-ethanolamine, di-ethanolamine and tri-ethanolamine.

바람직하게, 상기 분산계의 pH를 조절하기 위하여 상기 분산계에 산 또는 염기를 첨가할 수 있다.Preferably, an acid or a base may be added to the dispersion system to adjust the pH of the dispersion system.

바람직하게, 상기 분산계에 산인 아세트산(CH3COOH)을 첨가하여 pH를 낮추거나, 상기 분산계에 염기인 수산화암모늄(NH3OH), 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH를 높여서, 상기 분산계의 pH 범위가 1 내지 10이 되도록 할 수 있다.Preferably, the pH is lowered by adding acetic acid (CH 3 COOH), which is an acid, to the dispersion, or by adding ammonium hydroxide (NH 3 OH), potassium hydroxide (KOH), or sodium hydroxide (NaOH), which is a base, to the dispersion. It can raise so that the pH range of the said dispersion system may be 1-10.

바람직하게, 상기 분산계의 pH 범위는 3.8 내지 4.2인 것이다.Preferably, the pH range of the dispersion system is 3.8 to 4.2.

바람직하게, 상기 단계(c)에서, 상기 열처리 공정의 온도 범위는 300℃ 내지 1000℃ 인 것이다.Preferably, in step (c), the temperature range of the heat treatment process is 300 ℃ to 1000 ℃.

바람직하게, 상기 단계(d)에서, 상기 다공성 나노 구조체와 산화물 나노 구조체의 분리는 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 이용하여 상기 다공성 나노 구조체를 식각한 후, 원심 분리를 이용하여 상기 산화물 나노 구조체를 얻도록 할 수 있다.Preferably, in step (d), the separation of the porous nanostructures and the oxide nanostructures is performed by etching the porous nanostructures using a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, and then obtaining the oxide nanostructures by centrifugation. You can do that.

바람직하게, 상기 단계(d)에서, 상기 산화물 나노 구조체의 모양은 다공성 나노 구조체의 모양에 의해 결정되며, 닷(Dot)에서 원통(Cylinder) 모양을 가지며, 그 크기는 수 나노에서 수 마이크로까지를 포함할 수 있다.Preferably, in step (d), the shape of the oxide nanostructure is determined by the shape of the porous nanostructure, and has a cylindrical shape in the dot (Dot), the size of several nano to several micro It may include.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법에 따르면, 산화물 물질의 졸-겔(sol-gel) 공정을 기반으로 하고 이를 이용하여 다공성 나노 구조체에 주입하여 산화물 나노 구조체를 획득함으로써, 기존의 제조 방법보다 다원계 금속 산화물을 효과적으로 제작할 수 있으며, 원하는 크기와 물질의 조성, 그리고 물질의 상까지 얻을 수 있어 매우 효율적인 이점이 있다.According to the sol-gel process of the present invention and the method for producing an oxide nanostructure using the porous nanostructure as described above, based on the sol-gel process of the oxide material and using the same By obtaining the oxide nanostructure by injection, it is possible to produce a multi-metal oxide more effectively than the conventional manufacturing method, it is possible to obtain the desired size and composition of the material, and even the phase of the material has a very efficient advantage.

또한, 본 발명에 의하면, 기존 증착 방법을 이용한 나노 구조체 제조 방법과 다르게 졸-겔(sol-gel) 공정을 이용하여 다공성 나노 구조체에 쉽게 주입할 수 있기 때문에 대량 생산이 가능하고 산화물 용액 즉, 액상의 산화화합물 졸이 주입될 다공성 나노 구조체의 크기를 조절함으로써 산화물 나노 구조체의 크기를 쉽게 조절할 수 있고, 주입하는 용액의 종류와 조성을 쉽게 바꿀 수 있다. 또한, 소결 과정에서 물질의 상을 조절할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, since it can be easily injected into the porous nanostructure using a sol-gel process, unlike the conventional method of manufacturing a nanostructure using the deposition method, mass production is possible, and an oxide solution, that is, a liquid phase By controlling the size of the porous nanostructures to be injected with the oxide compound sol, the size of the oxide nanostructures can be easily controlled, and the type and composition of the injected solution can be easily changed. In addition, there is an advantage that can control the phase of the material in the sintering process.

또한, 본 발명에 의하면, 잘 정렬된 다공성 양극 산화 알루미나(Anodic Aluminum Oxide, AAO)와 In-Ga-ZnO(IGZO) 용액을 이용하여 산화물 나노 구조체를 정렬된 형태를 갖도록 하여 대량으로 빠른 시간에 얻을 수 있으며, 기존의 진공 장비와 높은 열을 이용하는 방법과 다르게 가스, 파우더, 촉매가 필요 없으므로, 가격 면에서도 유리한 이점이 있다.In addition, according to the present invention, by using a well-aligned porous anodized alumina (Anodic Aluminum Oxide, AAO) and In-Ga-ZnO (IGZO) solution to obtain the oxide nanostructures in an ordered form to obtain a large amount of fast time Unlike conventional vacuum equipment and using high heat, gas, powder, and catalyst are not required, which is advantageous in terms of price.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성요소 또는 구성요소의 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known component or function of the component may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명은 이원계 이상의 금속 산화물 물질의 나노 구조체 (Multi-Component Metal-Oxide Semiconductor Nano Structure)를 졸-겔(sol-gel) 공정과 다공성 틀(Porous Template)에 의해 제작하는 것이다.First, the present invention is to fabricate a nano-structure (Multi-Component Metal-Oxide Semiconductor Nano Structure) of binary or more metal oxide materials by a sol-gel process and a porous template.

본 발명에서는 졸(sol) 제작하는 과정과, 다공성 틀을 제작하는 과정과, 다공성 틀을 표면 처리하는 과정과, 표면 처리된 다공성 틀에 산화물 물질 용액(Solution) 즉, 액상의 산화화합물 졸(sol)을 주입하는 과정을 거치게 된다. 그 후 소결 과정과 다공성 틀을 제거함으로써 산화물 나노 구조체를 제조할 수 있다.In the present invention, a process of manufacturing a sol, a process of manufacturing a porous framework, a surface treatment of the porous framework, and an oxide material solution (Solution) in the surface-treated porous framework, that is, liquid sol (sol) ) Is injected. Thereafter, the oxide nanostructure may be manufactured by removing the sintering process and the porous mold.

여기서, 나노 구조체의 조성은 졸 조성으로 결정되며, 산화물 나노 구조체의 크기는 다공성 틀의 형태, 크기에 따라 자유롭게 조절 가능하다. 또한, 산화물 나노 구조체의 형상은 다공성 틀의 표면처리에 따라 결정된다. 나노 구조체의 상 (Phase)은 소결 온도에 의하여 결정된다. 본 발명에 의하면, 이원계 이상의 산화물 나노 구조체를 간단한 방법으로 제작 가능하며, 크기, 형상, 상을 쉽게 조절 가능하다.Here, the composition of the nanostructure is determined by the sol composition, the size of the oxide nanostructures can be freely adjusted according to the shape and size of the porous frame. In addition, the shape of the oxide nanostructure is determined by the surface treatment of the porous mold. The phase of the nanostructure is determined by the sintering temperature. According to the present invention, it is possible to produce a binary or more oxide nanostructure by a simple method, it is possible to easily adjust the size, shape, phase.

즉, 본 발명의 특징은 다공성 나노 구조체를 기반으로 하여 졸-겔(sol-gel) 공정을 기반으로 하는 산화물 물질의 용액을 다공성 나노 구조체에 주입하는 것이며, 기존의 진공 장비와 촉매를 기본으로 하고 증착 방법을 이용하여 나노 구조체를 제조하는 것과 차별되는 것이라 할 수 있다.That is, a feature of the present invention is to inject a solution of an oxide material based on a sol-gel process into the porous nanostructure based on the porous nanostructure, based on the existing vacuum equipment and catalyst. It can be said that it is different from manufacturing a nanostructure using a deposition method.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 to 4 are conceptual views illustrating a method of manufacturing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저, 다공성 틀(Porous Template) 즉, 다공성(Porous) 나노 구조체(P)를 갖는 기판(100)을 마련하여 물리적 또는 화학적 방법을 이용하여 표면 처리를 수행한다. 여기서, 다공성 나노 구조체(P)를 갖는 기판(100)은 예컨대, 양극 산화 알루미나(Anodic Aluminum Oxide, AAO) 또는 아크릴아미드(AAM) 물질을 포함함이 바람직하다.Referring to FIG. 1, first, a substrate 100 having a porous template, that is, a porous nanostructure P is prepared to perform surface treatment using a physical or chemical method. Herein, the substrate 100 having the porous nanostructure P may include, for example, an anodized aluminum oxide (AAO) or acrylamide (AAM) material.

상기 표면 처리의 화학적 방법으로는 예컨대, 피라나 솔루션, DI water와 아세톤, 톨루엔, OTS-SAMs(octadecyltetrachlorosilane-self-assembled-monolayers)등의 화학적 용액과 다원계 금속 산화물 솔루션(solution)의 점성을 조성하여 주입하는 방법이 있으며, 물리적 방법으로는 상기 화학적 용액을 스터링이나 울트라 소닉을 이용하는 방법이 있다.Chemical methods of the surface treatment include, for example, forming a viscosity of a plana solution, a chemical solution such as DI water, acetone, toluene, and OTS-SAMs (octadecyltetrachlorosilane-self-assembled-monolayers) and a polymetallic metal oxide solution. There is a method of injecting by using, and as a physical method, there is a method using sterling or ultra sonic of the chemical solution.

예컨대, 제조된 양극 산화 알루미나(AAO)를 포함한 다공성 나노 구조체(P) 내에 금속 산화물 용액 즉, 액상의 산화화합물 졸(sol)(200, 도 2 참조)을 주입하기 전에 산화화합물 졸(200)의 주입이 잘 되도록 표면 처리를 수행한다. 이 때, 표면 처리가 되지 않을 경우 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체(P) 내에 산화화합물 졸(200)이 원하는 형태로 주입되지 못한다. 적절한 반응과 시간, 화학적 반응을 이용하여 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체(P)를 표면 처리함이 바람직하다.For example, before injecting a metal oxide solution, that is, a liquid oxide sol 200 (see FIG. 2), into a porous nanostructure P including the prepared anodized alumina (AAO), Surface treatment is performed for good injection. In this case, when the surface treatment is not performed, the oxide compound sol 200 may not be injected into a desired form into the anodic alumina (AAO) porous nanostructure (P). It is preferable to surface-treat the anodized alumina (AAO) porous nanostructure (P) using an appropriate reaction, time and chemical reaction.

도 2를 참조하면, 표면 처리된 다공성 나노 구조체(P)의 내부에 산화화합물 졸(sol)(200)을 주입한다. 예를 들어, 표면 처리된 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체에 산화화합물 졸(200)인 In-Ga-ZnO(IGZO) 용액을 주입할 수 있다. 이 때, IGZO 용액의 주입 시 딥 코팅(Dip Coating) 방법을 이용함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 스핀 코팅(Spin Coating) 방법을 이용할 수도 있다.Referring to FIG. 2, an oxide compound sol 200 is injected into the surface-treated porous nanostructure P. For example, an In—Ga—ZnO (IGZO) solution, which is an oxide compound sol 200, may be injected into the surface-treated anodized alumina (AAO) porous nanostructure. In this case, it is preferable to use a dip coating method when injecting the IGZO solution, but the present invention is not limited thereto, and a conventional spin coating method may be used.

만약, 표면 처리를 수행한 후 스핀 코팅 방법으로 IGZO 용액을 주입할 경우 공정 RPM이 원인이 되어 원심력의 작용으로 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체 표면에만 증착이 되고 다공성 나노 구조체 안에 주입이 되지 않는다. 이는 스핀 코팅 공정 RPM이 작은 수치에도 같은 경향이 발생한다.If the IGZO solution is injected by spin coating after the surface treatment, it is caused by the process RPM and is deposited only on the surface of the anodic alumina (AAO) porous nanostructure by the action of centrifugal force and is not injected into the porous nanostructure. . The same tendency occurs for the low spin coating process RPM.

하지만, RPM이 매우 낮은 경우에는 원심력의 영향을 적게 받기 때문에 이전 공정에 비해 IGZO 용액의 주입이 잘됨을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에서 제시하는 방법은 IGZO 용액을 충분히 가지고 있는 용기에 표면 처리된 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체를 딥 코팅(Dip coating)함으로써 IGZO 용액을 주입하게 된다.However, when the RPM is very low, it is less affected by the centrifugal force, so the IGZO solution is injected better than the previous process. However, the method proposed in the present invention is to inject the IGZO solution by dip coating the surface-treated anodized alumina (AAO) porous nanostructures in a container having a sufficient IGZO solution.

그리고, 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체를 표면 처리한 후 IGZO 용액에 딥 코팅 공정으로 할 때 약 100℃ 정도의 온도와 진공 상태를 만들어 주는 것이 매우 중요하다. 바람직하게는, 산화화합물 졸(200)의 주입 시 약 80℃ 내지 100℃의 온도범위와 약 10-1 내지 10-7torr 범위의 진공 분위기에서 주입할 수 있다.In addition, when the surface treatment of the anodic oxidation alumina (AAO) porous nanostructures and the dip coating process on the IGZO solution, it is very important to make a temperature and a vacuum of about 100 ℃. Preferably, the injection of the oxide compound sol 200 may be performed in a vacuum range of about 80 ° C to 100 ° C and about 10 −1 to 10 −7 torr.

이 때, 약 100℃ 정도의 온도를 조성하는 것은 IGZO 용액의 성질 파괴 이전의 온도로 점성을 증가시키는 데 이유가 있고, 상압에서 진공 상태로 만들어 주는 것은 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체 내부의 공기를 제거해 줌으로써 점성이 있는 IGZO 용액이 구멍이 없이 주입이 되게 한다. 즉, 모세관 효과를 이용하여 주입하는 것이다. 이러한 방법으로 주입된 산화물 나노 구조체는 균일한 크기와 성분을 가진다.At this time, the composition of the temperature of about 100 ℃ is the reason for increasing the viscosity to the temperature before the destruction of the properties of the IGZO solution, and the vacuum at atmospheric pressure is the inside of the anodized alumina (AAO) porous nanostructure By removing the air, the viscous IGZO solution is injected without holes. In other words, it is injected using the capillary effect. The oxide nanostructures implanted in this way have a uniform size and composition.

한편, 산화화합물 졸(200)은 예컨대, 아연화합물, 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물, 하프늄 화합물, 지르코늄 화합물, 마그네슘 화합물, 이트륨 화합물 및 탈륨화합물로 이루어진 군에서 적어도 2종 이상이 선택된 분산질에, 상기 분산질에 각각 상응하는 분산매를 혼합하여 분산계를 형성하는 단계와, 상기 분산계를 각각 스터링하고, 에이징하는 단계를 포함하여 형성하되, 상기 아연화합물 대 상기 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물 및 탈륨화합물의 각각의 몰 비는 1대0.1 내지 1대2인 것이 바람직하다.On the other hand, the oxide compound sol 200 is, for example, at least two or more selected from the group consisting of zinc compounds, indium compounds, gallium compounds, tin compounds, hafnium compounds, zirconium compounds, magnesium compounds, yttrium compounds and thallium compounds. And forming a dispersion system by mixing a dispersion medium corresponding to each of the dispersants, and stirring and aging the dispersion system, respectively, wherein the zinc compound versus the indium compound, gallium compound, tin compound, and thallium are formed. Each molar ratio of the compound is preferably 1 to 0.1 to 1 to 2.

여기서, 상기 분산매는 예컨대, 이소프로판올(isopropanol), 2-메톡시에탄 올(2-methoxyethanol), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 에탄올(ethanol), 탈이온수(deionized water), 메탄올(methanol), 아세틸아세톤(acetylacetone), 디메틸아민보란(dimethylamineborane), 아세토니트릴(acetonitrile)로 이루어진 군에서 상기 분산질에 상응하여 1종 이상이 선택될 수 있다.Here, the dispersion medium is, for example, isopropanol, 2-methoxyethanol, dimethylformamide, ethanol, deionized water, methanol, acetylacetone (acetylacetone), dimethylamineborane (dimethylamineborane), acetonitrile (acetonitrile) in the group consisting of one or more may be selected corresponding to the dispersoid.

또한, 상기 아연화합물은 예컨대, 아연 시트레이트 디하이드레이트(Zinc citrate dihydrate), 아연 아세테이트(Zinc acetate), 아연 아세테이트 디하이드레이트(Zinc acetate dihydrate), 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zinc acetylacetonate hydrate), 아연 아크릴레이트(Zinc acrylate), 아연 클로라이드(Zinc chloride), 아연 디에틸디씨오카바메이트(Zinc diethyldithiocarbamate), 아연 디메틸디씨오카바메이트(Zinc dimethyldithiocarbamate), 아연 플루라이드(Zinc fluoride), 아연 플루라이드 하이드레이트(Zinc fluoride hydrate), 아연 헥사플루로아세틸아세토네이트 디하이드레이트(Zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate), 아연 메타아크릴레이트(Zinc methacrylate), 아연 니트레이트 헥사하이드레이트(Zinc nitrate hexahydrate), 아연 니트레이트 하이드레이트(Zinc nitrate hydrate), 아연 트리플루로메탄술포네이트(Zinc trifluoromethanesulfonate), 아연 운데실레네이트(Zinc undecylenate), 아연 트리플루로아세테이트 하이드레이트(Zinc trifluoroacetate hydrate), 아연 테트라플루로보레이트 하이드레이트(Zinc tetrafluoroborate hydrate) 또는 아연 퍼클로레이트 헥사하이드레이트(Zinc perchlorate hexahydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the zinc compound is, for example, zinc citrate dihydrate, zinc acetate, zinc acetate dihydrate, zinc acetylacetonate hydrate, zinc acetylacetonate hydrate, zinc acrylate (Zinc acrylate), Zinc chloride, Zinc diethyldithiocarbamate, Zinc dimethyldithiocarbamate, Zinc fluoride, Zinc fluoride hydrate, zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate, zinc methacrylate, zinc nitrate hexahydrate, zinc nitrate hydrate, zinc triple Lumethanesulfonate (Zinc trifluo romethanesulfonate, zinc undecylenate, zinc trifluoroacetate hydrate, zinc tetrafluoroborate hydrate, or zinc perchlorate hexahydrate can do.

또한, 상기 인듐화합물은 예컨대, 인듐 클로라이드(Indium chloride), 인듐 클로라이드 테트라하이드레이트(Indium chloride tetrahydrate), 인듐 플루라이드(Indium fluoride), 인듐 플루라이드 트리하이드레이트(indium fluoride trihydrate), 인듐 하이드록사이드(Indium hydroxide), 인듐 니트레이트 하이드레이트(Indium nitrate hydrate), 인듐 아세테이트 하이드레이트(Indium acetate hydrate), 인듐 아세틸아세토네이트(Indium acetylacetonate), 또는 인듐 아세테이트(Indium acetate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the indium compound may be, for example, indium chloride, indium chloride tetrahydrate, indium fluoride, indium fluoride trihydrate, or indium hydroxide. hydroxide), indium nitrate hydrate, indium acetate hydrate, indium acetylacetonate, or indium acetate.

또한, 상기 갈륨화합물은 예컨대, 갈륨 아세틸아세토네이트(Gallium acetylacetonate), 갈륨 클로라이드(Gallium chloride), 갈륨 플루라이드(Gallium fluoride), 또는 갈륨 니트레이트 하이드레이트(Gallium nitrate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the gallium compound may include, for example, at least one of gallium acetylacetonate, gallium chloride, gallium fluoride, or gallium nitrate hydrate. have.

또한, 상기 주석화합물은 예컨대, 틴 아세테이트(Tin acetate), 틴 클로라이드(Tin chloride), 틴 클로라이드 디하이드레이트(Tin chloride dihydrate), 틴 클로라이드 펜타하이드레이트(Tin chloride pentahydrate), 또는 틴 플루라이드(Tin fluoride) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the tin compound may be, for example, tin acetate, tin chloride, tin chloride dihydrate, tin chloride pentahydrate, or tin fluoride. It may include at least one of.

또한, 상기 탈륨화합물은 예컨대, 탈륨 아세테이트(Thallium acetate), 탈륨 아세틸아세토네이트(Thallium acetylacetonate), 탈륨 클로라이드(Thallium chloride), 탈륨 클로라이드 테트라하이드레이트(Thallium chloride tetrahydrate), 탈륨 사이클로펜타디에나이드(Thallium cyclopentadienide), 탈륨 플루라이드(Thallium fluoride), 탈륨 포메이트(Thallium formate), 탈륨 헥사플루 로아세틸아세토네이트(Thallium hexa fluoroacetylacetonate), 탈륨 니트레이트(Thallium nitrate), 탈륨 니트레이트 트리하이드레이트(Thallium nitrate trihydrate), 탈륨 트리플루로아세테이트(Thallium trifluoroacetate) 또는 탈륨 퍼클로레이트 하이드레이트(Thallium perchlorate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the thallium compound may be, for example, thallium acetate, thallium acetylacetonate, thallium chloride, thallium chloride tetrahydrate, thallium cyclopentadienide, thallium cyclopentadienide , Thallium fluoride, thallium formate, thallium hexafluorofluoroacetonate, thallium nitrate, thallium nitrate trihydrate, thallium It may include at least one of trifluoroacetate (Thallium trifluoroacetate) or thallium perchlorate hydrate (Thallium perchlorate hydrate).

또한, 상기 아연화합물, 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물 또는 탈륨화합물의 몰농도는 각각 약 0.1M 내지 10M 인 것이 바람직하다.In addition, the molar concentration of the zinc compound, indium compound, gallium compound, tin compound or thallium compound is preferably about 0.1M to 10M, respectively.

또한, 상기 분산계에 졸 안정제를 상기 아연화합물과 동일한 몰수비로 혼합할 수 있다. 이 때, 상기 졸 안정제는 예컨대, 모노-에탄올아민(mono-ethanolamine), 디-에탄올아민(di-ethanolamine) 및 트리-에탄올아민(tri-ethanolamine)으로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the sol stabilizer may be mixed in the same molar ratio as the zinc compound in the dispersion system. In this case, the sol stabilizer may include, for example, one or more from the group consisting of mono-ethanolamine, di-ethanolamine, and tri-ethanolamine. .

또한, 상기 분산계의 pH를 조절하기 위하여 상기 분산계에 산 또는 염기를 첨가할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산계에 산인 아세트산(CH3COOH)을 첨가하여 pH를 낮추거나, 상기 분산계에 염기인 수산화암모늄(NH3OH), 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH를 높여서, 상기 분산계의 pH 범위가 약 1 내지 10이 되도록 할 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 분산계의 pH 범위는 약 3.8 내지 4.2인 것이다.In addition, an acid or a base may be added to the dispersion system to adjust the pH of the dispersion system. For example, the pH is lowered by adding acetic acid (CH 3 COOH) as the acid to the dispersion system, or pH is added by adding ammonium hydroxide (NH 3 OH), potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH) as the base to the dispersion system. By increasing the pH range of the dispersion system may be about 1 to 10. More preferably, the pH range of the dispersion system is about 3.8 to 4.2.

도 3을 참조하면, 열처리 공정을 통해 산화화합물 졸(200)을 건조 및 가열하여 산화화합물 겔(gel) 형태로 변화시켜 다공성 나노 구조체(P)의 내부에 산화물 나노 구조체(300)를 형성한다. 이 때, 상기 열처리 공정의 온도 범위는 약 300℃ 내지 1000℃ 정도인 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, the oxide sol 200 is dried and heated through a heat treatment to be converted into an oxide compound gel to form an oxide nanostructure 300 in the porous nanostructure P. Referring to FIG. At this time, the temperature range of the heat treatment step is preferably about 300 ℃ to about 1000 ℃.

예를 들어, 산화물 용액 즉, 산화화합물 졸(200)을 포함하는 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체(P)를 통상의 열처리 기기를 이용하여 산소 분위기에서 소결 공정을 거치게 된다.For example, an anodized alumina (AAO) porous nanostructure (P) containing an oxide solution, that is, an oxide compound sol 200, is subjected to a sintering process in an oxygen atmosphere using a conventional heat treatment apparatus.

도 5는 IGZO 용액의 TG-DSC 그래프 및 각 온도별 IGZO 상변화 TEM 이미지를 나타낸 도면으로서, 인듐, 갈륨, 아연의 조성비가 1:1:2인 용액의 TG-DSC 그래프 및 TEM 이미지를 나타낸 것이다.FIG. 5 is a TG-DSC graph of an IGZO solution and a IGZO phase change TEM image at each temperature, and shows a TG-DSC graph and a TEM image of a solution having a composition ratio of indium, gallium, and zinc of 1: 1: 2. .

도 5를 참조하면, 약 150℃ 밑에서 용매와 분해가 되고, 약 200℃ 정도에서 각 원소들이 합쳐져 혼합 산화물이 되는 단계, 약 305℃에서 420℃까지 IGZO 물질의 결정화가 일어나게 된다. 아래의 세 가지의 그림은 퍼니스의 온도를 TG-DSC와 같은 조건으로 약 300℃, 400℃, 500℃까지 상승시킨 공정을 이용하여 IGZO 용액의 상을 TEM을 이용하여 측정한 이미지이다.Referring to FIG. 5, the solvent is decomposed with the solvent at about 150 ° C., the elements are combined at about 200 ° C. to form a mixed oxide, and crystallization of the IGZO material occurs from about 305 ° C. to 420 ° C. The three figures below are images of IGZO solution phase measured by TEM using the process of raising furnace temperature to about 300 ℃, 400 ℃ and 500 ℃ under the same conditions as TG-DSC.

그리고, TEM 이미지에서도 보다시피 IGZO 용액의 상이 결정화 온도 전에는 비정질(amorphous), 결정화 온도 후에는 다결정질(poly-crystalline)의 성질을 보임을 알 수 있다. 따라서, TG-DSC의 결과와 일치하는 것을 알 수 있다. 이러한 TG-DSC의 결과는 조성이 바뀌더라도 크게 차이가 나지 않는다. 이러한 소결 단계를 거침으로써 IGZO 나노 구조체를 얻을 수 있다.In addition, in the TEM image, it can be seen that the phase of the IGZO solution is amorphous before the crystallization temperature and poly-crystalline after the crystallization temperature. Therefore, it can be seen that it is consistent with the result of TG-DSC. The results of these TG-DSC are not significantly different even if the composition is changed. By passing through this sintering step, an IGZO nanostructure can be obtained.

이와 같이 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체에 산화물 용액 즉, 산화화합물 졸(200)을 주입함으로써 산화물 나노 구조체를 얻는 본 발명의 장점은 기존의 방법과 다르게 이원계 이상의 금속 산화물 용액을 이용하여 나노 구조체를 얻을 수 있고, 양극 산화 알루미나(AAO)의 공정 조건에 의해서 나노 구조체의 크기와 모양을 자유롭게 조절할 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 퍼니스의 소결 온도를 제어함으로써 양극 산화 알루미나(AAO) 다공성 나노 구조체에 제조되는 산화물 나노 구조체의 상을 조절할 수 있다. 또한, 산화물 용액을 제조함에 물질의 조성을 바꿈으로써 원하는 조성의 나노 구조체를 얻을 수 있다.As described above, the present invention provides an oxide nanostructure by injecting an oxide solution, that is, an oxide compound sol 200, into an anodic alumina (AAO) porous nanostructure. It can be obtained, and the size and shape of the nanostructure can be freely controlled by the process conditions of anodic alumina (AAO). And, as shown in Figure 5, by controlling the sintering temperature of the furnace it is possible to control the phase of the oxide nanostructures produced in the anodized alumina (AAO) porous nanostructures. In addition, the nanostructure of the desired composition can be obtained by changing the composition of the material in preparing the oxide solution.

도 4를 참조하면, 다공성 나노 구조체(P)와 산화물 나노 구조체(300)를 분리한다. 이 때, 다공성 나노 구조체(P)와 산화물 나노 구조체(300)의 분리는 에천트(etchant) 예컨대, 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 이용하여 다공성 나노 구조체(P)를 식각한 후, 원심 분리를 이용하여 산화물 나노 구조체(300)를 얻도록 할 수 있다.Referring to FIG. 4, the porous nanostructure P and the oxide nanostructure 300 are separated. At this time, the separation of the porous nanostructures (P) and the oxide nanostructures 300 by etching the porous nanostructures (P) using an etchant (eg, sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution), and then using centrifugal separation. To obtain the oxide nanostructure 300.

한편, 산화물 나노 구조체(300)의 모양은 다공성 나노 구조체(P)의 모양에 의해 결정되며, 예컨대, 닷(Dot)에서 원통(Cylinder) 모양을 가지며, 그 크기는 수 나노에서 수 마이크로까지를 포함할 수 있다.On the other hand, the shape of the oxide nanostructure 300 is determined by the shape of the porous nanostructure (P), for example, has a cylindrical (Cylinder) shape in the dot (dot), the size of the nanoscale from several microns can do.

전술한 본 발명에 따른 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법에 대한 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 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the sol-gel process and the method for producing an oxide nanostructure using the porous nanostructure according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, but the claims and the detailed description and the appended claims are provided. It is possible to carry out various modifications within the scope of one drawing and this also belongs to the present invention.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 to 4 are conceptual views illustrating a method of manufacturing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure according to an embodiment of the present invention.

도 5는 IGZO 용액의 TG-DSC 그래프 및 각 온도별 IGZO 상변화 TEM 이미지를 나타낸 도면이다.5 is a graph showing a TG-DSC graph of an IGZO solution and an IGZO phase change TEM image for each temperature.

Claims (20)

(a) 다공성 나노 구조체를 갖는 기판을 마련하여 표면 처리하는 단계;(a) preparing and surface treating a substrate having a porous nanostructure; (b) 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 80℃ 내지 100℃의 온도범위와 10-1 내지 10-7torr 범위의 진공 분위기에서 산화화합물 졸을 주입하는 단계;(b) injecting an oxidized compound sol into the interior of the porous nanostructure in a vacuum atmosphere in a temperature range of 80 ° C. to 100 ° C. and a vacuum range of 10 −1 to 10 −7 torr; (c) 열처리 공정을 통해 상기 산화화합물 졸을 건조 및 가열하여 산화화합물 겔로 변화시켜 상기 다공성 나노 구조체의 내부에 산화물 나노 구조체를 형성하는 단계; 및(c) drying and heating the oxidized compound sol to a oxidized compound gel through a heat treatment process to form an oxide nanostructure inside the porous nanostructure; And (d) 상기 다공성 나노 구조체와 산화물 나노 구조체를 분리하는 단계를 포함하며, (d) separating the porous nanostructure and the oxide nanostructure, 상기 산화화합물 졸은 아연화합물 및 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물, 하프늄 화합물, 지르코늄 화합물, 마그네슘 화합물, 이트륨 화합물 및 탈륨화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물로 이루어진 분산질에, 상기 분산질에 각각 상응하는 분산매를 혼합하여 분산계를 형성하는 단계와, 상기 분산계를 각각 스터링하고 에이징하는 단계를 포함하여 형성하되, 상기 아연화합물에 대한 상기 인듐화합물, 갈륨화합물, 주석화합물, 하프늄 화합물, 지르코늄 화합물, 마그네슘 화합물, 이트륨 화합물 또는 탈륨화합물 각각의 몰 비는 1 대 0.1 내지 1 대 2인 것을 특징으로 하는, 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The oxide compound sol is dispersed in a dispersoid consisting of at least one compound selected from the group consisting of zinc compounds, indium compounds, gallium compounds, tin compounds, hafnium compounds, zirconium compounds, magnesium compounds, yttrium compounds, and thallium compounds. Forming a dispersion system by mixing a dispersion medium corresponding to each other, and stirring and aging the dispersion system, respectively, wherein the indium compound, the gallium compound, the tin compound, the hafnium compound, and the zirconium compound with respect to the zinc compound are formed. , The molar ratio of each of the magnesium compound, yttrium compound or thallium compound is 1 to 0.1 to 1, characterized in that the sol-gel process and the method for producing an oxide nanostructure using a porous nanostructure. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다공성 나노 구조체를 갖는 기판은 양극 산화 알루미나(Anodic Aluminum Oxide, AAO) 또는 아크릴아미드(AAM) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The substrate having the porous nanostructures is a sol-gel process characterized in that it comprises anodized alumina (Anodic Aluminum Oxide, AAO) or acrylamide (AAM) material and a method for producing an oxide nanostructures using a porous nanostructures. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 단계(b)에서, 상기 산화화합물 졸의 주입 시 스핀 코팅(Spin Coating) 또는 딥 코팅(Dip Coating) 방법을 이용하여 주입하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.In the step (b), the oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that the injection by using a spin coating (Dip Coating) or a dip coating method during the injection of the oxide compound sol Manufacturing method. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 분산매는, 이소프로판올(isopropanol), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 에탄올(ethanol), 탈이온수(deionized water), 메탄올(methanol), 아세틸아세톤(acetylacetone), 디메틸아민보란(dimethylamineborane), 아세토니트릴(acetonitrile)로 이루어진 군에서 상기 분산질에 상응하여 1종 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The dispersion medium is isopropanol (isopropanol), 2-methoxyethanol (2-methoxyethanol), dimethylformamide, ethanol, deionized water, methanol (methanol), acetylacetone, Dimethylamineborane (dimethylamineborane), acetonitrile (acetonitrile) in the group consisting of a sol-gel process and a method for producing an oxide nanostructure using a porous nanostructure, characterized in that at least one selected according to the dispersoid. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 아연화합물은, 아연 시트레이트 디하이드레이트(Zinc citrate dihydrate), 아연 아세테이트(Zinc acetate), 아연 아세테이트 디하이드레이트(Zinc acetate dihydrate), 아연 아세틸아세토네이트 하이드레이트(Zinc acetylacetonate hydrate), 아연 아크릴레이트(Zinc acrylate), 아연 클로라이드(Zinc chloride), 아연 디에틸디씨오카바메이트(Zinc diethyldithiocarbamate), 아연 디메틸디씨오카바메이트(Zinc dimethyldithiocarbamate), 아연 플루라이드(Zinc fluoride), 아연 플루라이드 하이드레이트(Zinc fluoride hydrate), 아연 헥사플루로아세틸아세토네이트 디하이드레이트(Zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate), 아연 메타아크릴레이트(Zinc methacrylate), 아연 니트레이트 헥사하이드레이트(Zinc nitrate hexahydrate), 아연 니트레이트 하이드레이트(Zinc nitrate hydrate), 아연 트리플루로메탄술포네이트(Zinc trifluoromethanesulfonate), 아연 운데실레네이트(Zinc undecylenate), 아연 트리플루로아세테이트 하이드레이트(Zinc trifluoroacetate hydrate), 아연 테트라플루로보레이트 하이드레이트(Zinc tetrafluoroborate hydrate) 또는 아연 퍼클로레이트 헥사하이드레이트(Zinc perchlorate hexahydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The zinc compound, zinc citrate dihydrate, zinc acetate, zinc acetate dihydrate, zinc acetate dihydrate, zinc acetylacetonate hydrate, zinc acrylate ), Zinc chloride, zinc diethyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, zinc fluoride, zinc fluoride hydrate, Zinc hexafluoroacetylacetonate dihydrate, Zinc methacrylate, Zinc nitrate hexahydrate, Zinc nitrate hydrate, Zinc trifluoromethanesulfo Zate trifluoromethanesulfonate ), Zinc undecylenate, zinc trifluoroacetate hydrate, zinc tetrafluoroborate hydrate, or zinc perchlorate hexahydrate. Method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 인듐화합물은, 인듐 클로라이드(Indium chloride), 인듐 클로라이드 테트라하이드레이트(Indium chloride tetrahydrate), 인듐 플루라이드(Indium fluoride), 인듐 플루라이드 트리하이드레이트(indium fluoride trihydrate), 인듐 하이드록사이드(Indium hydroxide), 인듐 니트레이트 하이드레이트(Indium nitrate hydrate), 인듐 아세테이트 하이드레이트(Indium acetate hydrate), 인듐 아세틸아세토네이트(Indium acetylacetonate), 또는 인듐 아세테이트(Indium acetate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The indium compound, Indium chloride (Indium chloride), Indium chloride tetrahydrate (Indium chloride tetrahydrate), Indium fluoride (Indium fluoride), Indium fluoride trihydrate (Indium fluoride trihydrate), Indium hydroxide, Sol-gel process comprising at least one of indium nitrate hydrate, indium acetate hydrate, indium acetylacetonate, or indium acetate Method for producing an oxide nanostructure using a porous nanostructure. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 갈륨화합물은, 갈륨 아세틸아세토네이트(Gallium acetylacetonate), 갈륨 클로라이드(Gallium chloride), 갈륨 플루라이드(Gallium fluoride), 또는 갈륨 니트레이트 하이드레이트(Gallium nitrate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The gallium compound, characterized in that it comprises at least one of gallium acetylacetonate, gallium chloride (Gallium chloride), gallium fluoride (Gallium fluoride), or gallium nitrate hydrate (Gallium nitrate hydrate) Method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 주석화합물은, 틴 아세테이트(Tin acetate), 틴 클로라이드(Tin chloride), 틴 클로라이드 디하이드레이트(Tin chloride dihydrate), 틴 클로라이드 펜타하이드레이트(Tin chloride pentahydrate), 또는 틴 플루라이드(Tin fluoride) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The tin compound may include at least one of tin acetate, tin chloride, tin chloride dihydrate, tin chloride pentahydrate, or tin fluoride. Method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that it comprises one. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탈륨화합물은, 탈륨 아세테이트(Thallium acetate), 탈륨 아세틸아세토네이트(Thallium acetylacetonate), 탈륨 클로라이드(Thallium chloride), 탈륨 클로라이드 테트라하이드레이트(Thallium chloride tetrahydrate), 탈륨 사이클로펜타디에나이드(Thallium cyclopentadienide), 탈륨 플루라이드(Thallium fluoride), 탈륨 포메이트(Thallium formate), 탈륨 헥사플루로아세틸아세토네이트(Thallium hexa fluoroacetylacetonate), 탈륨 니트레이트(Thallium nitrate), 탈륨 니트레이트 트리하이드레이트(Thallium nitrate trihydrate), 탈륨 트리플루로아세테이트(Thallium trifluoroacetate) 또는 탈륨 퍼클로레이트 하이드레이트(Thallium perchlorate hydrate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The thallium compound, thallium acetate (Thallium acetate), thallium acetylacetonate (Thallium acetylacetonate), thallium chloride (Thallium chloride), thallium chloride tetrahydrate, thallium cyclopentadienide (Thallium cyclopentadienide), thallium flu Thallium fluoride, Thallium formate, Thallium hexa fluoroacetylacetonate, Thallium nitrate, Thallium nitrate trihydrate, Thallium trifluoroacetate (Thallium trifluoroacetate) or thallium perchlorate hydrate (Thallium perchlorate hydrate) characterized in that it comprises at least one of a sol-gel process and a method for producing an oxide nanostructure using a porous nanostructure. 삭제delete 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 분산계에 졸 안정제를 상기 아연화합물과 동일한 몰수비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.A method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that the sol stabilizer is mixed in the same molar ratio as the zinc compound in the dispersion system. 제13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 졸 안정제는, 모노-에탄올아민(mono-ethanolamine), 디-에탄올아민(di-ethanolamine) 및 트리-에탄올아민(tri-ethanolamine)으로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The sol stabilizer, sol- characterized in that it comprises at least one member of the group consisting of mono-ethanolamine, di-ethanolamine and tri-ethanolamine (tri-ethanolamine) Method for producing an oxide nanostructure using a gel process and a porous nanostructure. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 분산계의 pH를 조절하기 위하여 상기 분산계에 산 또는 염기를 첨가하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.A method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that an acid or base is added to the dispersion system to adjust the pH of the dispersion system. 제15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 분산계에 산인 아세트산(CH3COOH)을 첨가하여 pH를 낮추거나, 상기 분산계에 염기인 수산화암모늄(NH3OH), 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH를 높여서, 상기 분산계의 pH 범위가 1 내지 10이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.The pH is lowered by adding acetic acid (CH 3 COOH) as the acid to the dispersion system, or the pH is increased by adding ammonium hydroxide (NH 3 OH), potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH) as the base to the dispersion system, A method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that the pH range of the dispersion system is 1 to 10. 제16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 분산계의 pH 범위는 3.8 내지 4.2인 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.PH range of the dispersion system is 3.8 to 4.2, characterized in that the sol-gel process and the method for producing an oxide nanostructure using a porous nanostructure. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 단계(c)에서, 상기 열처리 공정의 온도 범위는 300℃ 내지 1000℃ 인 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.In the step (c), the temperature range of the heat treatment process is a method of producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that 300 ℃ to 1000 ℃. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 단계(d)에서, 상기 다공성 나노 구조체와 산화화합물 나노 구조체의 분리는 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 이용하여 상기 다공성 나노 구조체를 식각한 후, 원심 분리를 이용하여 상기 산화물 나노 구조체를 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.In the step (d), the separation of the porous nanostructures and the oxide compound nanostructures by etching the porous nanostructures using an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH), and then to obtain the oxide nanostructures by centrifugation. Method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructure, characterized in that. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 단계(d)에서, 상기 산화물 나노 구조체의 모양은 다공성 나노 구조체의 모양에 의해 결정되며, 닷(Dot)에서 원통(Cylinder) 모양을 가지며, 그 크기는 수 나노에서 수 마이크로까지를 포함하는 것을 특징으로 하는 졸-겔 공정과 다공성 나노 구조체를 이용한 산화물 나노 구조체의 제조방법.In the step (d), the shape of the oxide nanostructures is determined by the shape of the porous nanostructures, has a cylindrical (Cylinder) shape in the dot (dot), the size of which includes a few nano to several micro Method for producing an oxide nanostructure using a sol-gel process and a porous nanostructures characterized in that.
KR1020090009903A 2009-02-06 2009-02-06 Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template KR101145001B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090009903A KR101145001B1 (en) 2009-02-06 2009-02-06 Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090009903A KR101145001B1 (en) 2009-02-06 2009-02-06 Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100090556A KR20100090556A (en) 2010-08-16
KR101145001B1 true KR101145001B1 (en) 2012-05-11

Family

ID=42756108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090009903A KR101145001B1 (en) 2009-02-06 2009-02-06 Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101145001B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101338294B1 (en) * 2011-04-06 2013-12-09 인제대학교 산학협력단 Manufacturing method of zinc oxide nano structure on the porous silicon, zinc oxide nano structure on the porous silicon made by the same and light emitting element including the same
KR102476092B1 (en) * 2021-01-14 2022-12-08 목포대학교산학협력단 Manufacturing Method of Yttria Using Hydrothermal Synthesis

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483482B1 (en) * 2001-08-24 2005-04-15 일양화학 주식회사 Method for manufacturing the nano powder of autimony oxides

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483482B1 (en) * 2001-08-24 2005-04-15 일양화학 주식회사 Method for manufacturing the nano powder of autimony oxides

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문 "Fabrication and structural characterization of large-scale uniform SnO2 nanotube arrays by sol-gel method"(2005. 04., CHEN Yannhui 등, Chinese Science Bulletin vol. 50 No.7, pp 618-621) *
논문 "Highly ordered zinc oxide nanotubules synthesized within the anodic aluminum oxide template"(2002., Z.Wang 등, Applied Physics A 74 -Materials Science & Processing-, pp 201-203) *
논문 "Fabrication and structural characterization of large-scale uniform SnO2 nanotube arrays by sol-gel method"(2005. 04., CHEN Yannhui 등, Chinese Science Bulletin vol. 50 No.7, pp 618-621)*
논문 "Highly ordered zinc oxide nanotubules synthesized within the anodic aluminum oxide template"(2002., Z.Wang 등, Applied Physics A 74 -Materials Science & Processing-, pp 201-203)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100090556A (en) 2010-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rao et al. Synthesis of inorganic nanomaterials
Rao et al. Recent progress in the synthesis of inorganic nanoparticles
Nguyen From formation mechanisms to synthetic methods toward shape-controlled oxide nanoparticles
US7485488B2 (en) Biomimetic approach to low-cost fabrication of complex nanostructures of metal oxides by natural oxidation at low-temperature
Aymonier et al. Review of supercritical fluids in inorganic materials science
US8343577B2 (en) Core-shell type nanoparticles comprising crystalline metal-oxide shell and method for preparing the same
Yong et al. Growth of CdSe Quantum Rods and Multipods Seeded by Noble‐Metal Nanoparticles
Wang et al. Mechanisms in the solution growth of free-standing two-dimensional inorganic nanomaterials
Ayuk et al. A review on synthetic methods of nanostructured materials
KR101725565B1 (en) Synthesis of silicon nanorods
Dien Preparation of various morphologies of ZnO nanostructure through wet chemical methods
US8632884B2 (en) Nanocomposites
WO2007075886A2 (en) Non-spherical semiconductor nanocrystals and methods of making them
Liu et al. Nano structures via chemistry
Umar et al. Synthesis of ZnO nanowires on Si substrate by thermal evaporation method without catalyst: Structural and optical properties
KR101345440B1 (en) Method for Mass Producing Nanostructure Using Mesoporous Template and Nanostructure Made Thereof
Zhao et al. Controlled synthesis of PbS–Au nanostar–nanoparticle heterodimers and cap-like Au nanoparticles
Liu et al. Cobalt nanowires prepared by heterogeneous nucleation in propanediol and their catalytic properties
Kharissova et al. Less-common nanostructures in the forms of vegetation
KR101145001B1 (en) Method of fabricating oxide nano-structure using sol-gel process and porous nano template
Kim et al. Evolution of space-efficient and facet-specific ZnO 3-D nanostructures and their application in photocatalysis
Shen et al. Controlled growth of inorganic nanocrystals: size and surface effects of nuclei
Yang et al. Metal-based composite nanomaterials
Tian et al. Facile synthesis of single-crystal silver nanowires through a tannin-reduction process
KR20140000468A (en) Zno nanostructured materials and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160502

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee