KR101474164B1 - 나노발전기 및 그 제조방법 - Google Patents

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고영환
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Abstract

본 발명은 나노구조의 압전물질을 이용하여 전력 발전을 할 수 있는 초소형의 나노발전기 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 나노발전기는, 하부 기판과, 하부 기판 위에 마련되는 하부 전극과, 하부 끝단이 하부 전극에 고정되어 하부 전극 위에 기립 상태로 배치되는 복수의 압전물질 나노로드와, 복수의 압전물질 나노로드 위에 상하 이동 가능하게 설치되는 상부 기판과, 상부 기판의 하면에 결합되는 복수의 돌기를 포함하는 돌기층과, 돌기층 위에 적층되고 상부 기판이 하부 기판 쪽으로 접근할 때 압전물질 나노로드의 상부 끝단을 가압하여 압전물질 나노로드를 굽힘 변형시키는 복수의 요철부를 갖는 상부 전극을 포함한다.

Description

나노발전기 및 그 제조방법{Nanogenerator and method for fabricating the same}
본 발명은 나노발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노구조의 압전물질을 이용하여 전력 발전을 할 수 있는 초소형의 나노발전기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 나노기술(NT)을 바탕으로 IT-ET-BT 기술이 융합되는 유비쿼터스 기술들이 등장하고 있다. 유비쿼터스 세상이 실현되려면 우선 사용되는 전원공급 문제가 해결되어야 한다. 자연에 존재하는 진동, 열, 빛 등의 에너지를 변환 소재를 통하여 전기에너지로 변환하는 기술은 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다.
빛 에너지를 이용하는 기술은 상당한 연구가 진행되어 상용화에 이르렀으며, 열에너지를 이용한 기술은 에너지 변환 효율이 너무 낮아 실용성에 문제점이 제기되고 있다. 반면에 진동을 이용하는 기술은 에너지 변환 효율도 높고, 초소형화가 가능한 매우 유망한 기술로서 고효율 압전 발전 소자 개발을 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
산화물 반도체인 산화아연은 압전성과 반전도성 특성을 동시에 갖는 다기능성 소재로서 나노선과 나노벨트와 같은 1차원 나노 구조의 성장제어가 비교적 쉽기 때문에, 산화아연을 이용하는 압전 나노 소자 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 나노압전 소자에 대한 연구는 2000년대 초중반에 시작되어 산화아연 나노선(zinc-oxide nanowires)을 이용하여 진동을 전기로 전환시키는 나노발전기가 개발된 바 있다.
산화아연 등 압전물질을 이용한 나노발전기는 압전물질로부터 만든 나노선과 나노벨트의 기본적인 성질을 이용하여 구부리거나 압력을 가하여 전하를 분리시켜서 한쪽은 양의 전하를 가지고 다른 쪽은 음의 전하를 가지게 만든 것이다. 또한 구부린 부분과 전하가 발생되는 연결 부위에서는 나노 발전기가 되어서 측정 가능한 전류를 만들 수도 있게 된다.
일반적으로 나노선은 기판 면에 수직한 방향으로 성장되며, 이를 이용한 발전소자의 작동은 나노선의 성장 방향에 대해 수직하게 또는 평행하게 힘이 가해져서 전압이 발생된다. 즉, 기판 상에 수직하게 성장된 나노선에 나노선의 성장 방향과 수직하게 외부 힘이 가해지는 경우 나노선이 변형되고, 나노선 내에서 양이온과 음이온의 상대적 변위에 의한 전기장이 생성되어 전압이 발생하게 된다. 또한 나노선의 성장방향과 평행하게 힘이 가해지는 경우, 나노선에 단축으로 압축력이 가해짐으로써, 압전효과에 의해 나노선의 양 끝단에는 압전 전위가 형성되어 전압이 발생하게 된다.
이러한 압전물질을 이용한 나노발전기는 대한민국 공개특허공보 제2010-0073972호(2010. 07. 01 공개), 대한민국 공개특허공보 제2012-0092466호(2012. 08. 21 공개) 등에 개시된 바 있다.
상술한 것과 같이, 현재 다양한 구조의 나노발전기가 제안된 바 있지만, 압전물질을 이용한 나노발전기의 본격적인 상용화를 위해서는 고효율의 압전 나노 소재 및 대면적 정렬기술 개발에서부터 각각의 소자의 명확한 구동 메커니즘, 출력의 안정성 확보, 반영구성을 보장할 수 있는 신뢰성 확보 등이 해결되어야 한다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 나노구조의 압전물질이 효과적으로 전력 발전을 할 수 있도록 상부 전극이 최적화된 표면 구조를 가짐으로써, 발전 효율이 우수한 나노발전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 공정을 통해 저비용으로 압전물질이 효과적으로 전력 발전을 할 수는 최적화된 표면 구조를 갖는 상부 전극을 형성할 수 있는 나노발전기의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노발전기는, 하부 기판과, 상기 하부 기판 위에 마련되는 하부 전극과, 하부 끝단이 상기 하부 전극에 고정되어 상기 하부 전극 위에 기립 상태로 배치되는 복수의 압전물질 나노로드와, 상기 복수의 압전물질 나노로드 위에 상하 이동 가능하게 설치되는 상부 기판과, 상기 상부 기판의 하면에 결합되는 복수의 돌기를 포함하는 돌기층과, 상기 돌기층 위에 적층되고 상기 상부 기판이 상기 하부 기판 쪽으로 접근할 때 상기 압전물질 나노로드의 상부 끝단을 가압하여 상기 압전물질 나노로드를 굽힘 변형시키는 복수의 요철부를 갖는 상부 전극을 포함한다.
상기 압전물질 나노로드는 산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄산화물(PZT), 티탄산 바륨(BaTiO3), 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 비스무스철산화물(BiFeO3), 탄화실리콘(SiC) 중에서 선택된 압전물질로 이루어질 수 있다.
상기 상부 전극은 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
상기 압전물질 나노로드 및 상기 돌기는 산화아연(ZnO)으로 이루어질 수 있다.
상기 돌기는 실리카 마이크로구로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노발전기의 제조방법은, (a) 하부 기판 위에 전도성 물질로 하부 전극을 형성하는 단계와, (b) 상기 하부 전극 위에 압전물질로 이루어지는 복수의 압전물질 나노로드를 기립 상태로 형성하는 단계와, (c) 상부 기판의 일면에 복수의 돌기를 포함하는 돌기층을 형성하는 단계와, (d) 전도성 물질을 이용하여 상기 돌기층 위에 복수의 요철부를 갖는 상부 전극을 형성하는 단계와, (e) 상기 상부 전극이 상기 복수의 압전물질 나노로드의 상부 끝단을 향하도록 상기 상부 기판을 상기 복수의 압전물질 나노로드 위에 상하 이동 가능하게 설치하는 단계를 포함한다.
상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 상부 기판의 일면에 복수의 산화아연 시드를 갖는 시드층을 형성하는 단계와, (c-2) 상기 시드층이 형성된 상기 상부 기판을 작동 전극(working electrode)에 결합하여 질산아연(zinc nitrate, Zn(NO3)2), 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylene tetramine, (CH2)6N4) 및 염화칼륨(KCL)이 혼합된 성장용액에 침지하고, 상기 작동 전극과 이격되도록 상기 성장용액에 상대 전극(counter electrode)을 침지하는 단계와, (c-3) 전원공급장치로 상기 작동 전극에 -전압을 가하고 상기 상대 전극에 +전압을 인가하여 상기 성장용액에 전기장를 형성함으로써, 상기 시드층에 복수의 산화아연 나노막대를 성장시켜 상기 복수의 돌기를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는, 상기 상부 기판의 일면에 상기 복수의 돌기에 대응하는 복수의 실리카 마이크로구를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계는 금속물질을 상기 돌기층 위에 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 나노발전기는 하부 전극 위에 기립 상태로 구비된 복수의 압전물질 나노로드를 가압하여 굽힘 변형시키는 상부 전극 표면에 복수의 요철부가 마련됨으로써, 복수의 압전물질 나노로드를 효과적으로 굽힘 변형시킬 수 있다. 즉, 상부 전극의 이동 등에 의해 상부 전극과 하부 전극 사이의 간격이 좁아질 때, 상부 전극이 복수의 압전물질 나노로드를 가압하게 되는데 상부 전극에 구비된 복수의 요철부가 압전물질 나노로드의 굽힘 변형량을 증가시키게 된다. 따라서 압전물질 나노로드의 압전효과가 더욱 커지고 압전물질 나노로드에 의한 발전량이 증가하게 된다.
또한 본 발명에 의한 나노발전기의 제조방법은 상기 (b)와 (c)단계를 동일한 공정으로 각각 압전물질 나노로드와 돌기층을 위한 마이크로 로드를 제작할 수 있어, 별도의 장비가 필요하지 않다. 그리고 돌기층을 형성하는 또 다른 방법으로 실리카 마이크로구를 도포하여 상부 전극을 간단한 공정으로 대면적으로 생산이 가능하다. 따라서 본 발명에서 압전물질 나노로드의 굽힘 변형량을 증가시켜 압전효과를 향상시킬 수 있도록 복수의 요철부를 갖는 상부 전극을 간단한 공정을 통해서 제작할 수 있기 때문에, 높은 생산성과 경제성을 기대할 수 있으며, 나노발전소자 기반의 에너지 하베스팅 기술분야에 널리 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기에 구비되는 돌기층 및 상부 전극을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기의 돌기층을 형성하는 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 나노발전기에 구비되는 다른 구조의 돌기층 및 상부 전극을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 나노발전기 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기(10)는, 하부 기판(12)과, 하부 기판(12) 위에 마련되는 하부 전극(14)과, 하부 전극(14) 위에 고정되는 복수의 압전물질 나노로드(15)와, 압전물질 나노로드(15) 위에 설치되는 상부 기판(16)과, 상부 기판(16)의 하면에 마련되는 돌기층(18)과, 돌기층(18) 위에 형성되는 상부 전극(20)을 포함한다. 도면에 자세히 나타내지는 않았으나 상부 기판(16)과 하부 기판(12)은 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상호 일정 거리 이동할 수 있도록 설치된다.
이러한 본 발명에 의한 나노발전기(10)는 상부 기판(16)과 하부 기판(12)이 가까워지는 방향으로 이동하면 상부 전극(20)이 압전물질 나노로드(15)를 가압하여 압전물질 나노로드(15)를 변형시키고, 이때 압전물질 나노로드(15)의 압전효과에 의해 전압이 발생한다. 하부 기판(12)과 상부 기판(16)은 하부 전극(14)과 상부 전극(20)을 각각 지지하기 위한 것으로, PET와 같은 합성수지나, 실리콘, 유리 등 다양한 종류의 것이 이용될 수 있다.
하부 전극(14)은 금속이나, ITO와 같은 투명전도성 산화물 등 전도성을 갖는 다양한 전도성 물질이 이용될 수 있다. 하부 전극(14) 위에는 복수의 압전물질 나노로드(15)가 구비된다. 압전물질 나노로드(15)는 산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄산화물(PZT), 티탄산 바륨(BaTiO3), 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 비스무스철산화물(BiFeO3), 탄화실리콘(SiC) 등 압전효과를 갖는 다양한 압전물질로 이루어질 수 있다. 하부 전극(14) 위에 복수의 압전물질 나노로드(15)를 대략 수직하게 형성하는 방법은 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 압전물질 나노로드(15)를 산화아연으로 형성하는 경우 전기화학적 성장을 통해 대략 40~100nm 길이의 산화아연 나노로드를 하부 전극(14) 위에 수직으로 성장시켜 이를 압전물질 나노로드(15)로 이용할 수 있다.
상부 기판(16)의 하면에 마련되는 돌기층(18)은 상부 기판(16)의 하면에 결합되는 복수의 돌기(19)로 구성된다. 복수의 돌기(19)는 상부 기판(16)으로부터의 돌출 높이가 다르며, 이들 복수의 돌기(19)가 표면이 울퉁불퉁한 돌기층(18)을 형성한다. 돌기층(18)을 구성하는 복수의 돌기(19)는 산화아연 나노막대를 상부 기판(16) 위에 성장시키는 방법이나, 실리카 마이크로구를 상부 기판(16) 위에 코팅하는 방법을 통해 형성될 수 있는데, 이러한 돌기(19)의 구체적인 형성 방법은 후술하기로 한다. 도 1에 나타낸 실시예에서 돌기(19)는 산화아연 나노막대로 이루어진 것이다.
돌기층(18) 위에는 상부 전극(20)이 형성된다. 상부 전극(20)으로는 금(Au)과 같은 금속물질 등 다양한 전도성 물질이 이용될 수 있다. 상부 전극(20)으로 금속물질이 이용되는 경우, 금속물질을 돌기층(18) 위에 증착함으로써 상부 전극(20)을 형성할 수 있다. 돌기층(18)은 표면이 울퉁불퉁하므로 금속물질을 돌기층(18) 위에 증착하면 표면에 복수의 요철부(21)가 형성된 상부 전극(20)을 간단하게 형성할 수 있다.
상부 전극(20)은 압전물질 나노로드(15)의 상부 끝단과 접하여 압전물질 나노로드(15)를 가압한다. 따라서 상부 전극(20)의 표면에 복수의 요철부(21)가 마련되면 복수의 압전물질 나노로드(15)를 더욱 효과적으로 굽힘 변형시킬 수 있다. 즉, 상부 전극(20)이 압전물질 나노로드(15)를 가압할 때, 상부 전극(20)에 마련되는 복수의 요철부(21)에 의해 압전물질 나노로드(15)의 굽힘 변형량은 더욱 커지고, 이에 의해 압전물질 나노로드(15)의 압전효과는 더욱 커져 압전물질 나노로드(15)에 의한 발전량이 증가하게 된다.
요철부(21)의 크기나 간격은 압전물질 나노로드(15)의 굽힘 변형량에 영향을 준다. 요철부(21)의 간격(d)이 너무 작아도 압전물질 나노로드(15)를 효과적으로 굽힘 변형시키기 어렵지만, 요철부(21)의 간격(d)이 너무 큰 경우에도 압전물질 나노로드(15)를 효과적으로 굽힘 변형시키기 어려울 수 있다. 압전물질 나노로드(15)를 효과적으로 굽힘 변형시키기 위해 요철부(21)의 간격(d)은 압전물질 나노로드(15) 폭의 대략 1.5배 내외의 크기인 것이 좋다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 나노발전기(10)는 하부 전극(14) 위에 기립 상태로 구비된 복수의 압전물질 나노로드(15)를 가압하여 굽힘 변형시키는 상부 전극(20) 표면에 복수의 요철부(21)가 마련됨으로써, 복수의 압전물질 나노로드(15)를 효과적으로 굽힘 변형시킬 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이, 상부 전극(20)의 이동 등에 의해 상부 전극(20)과 하부 전극(14) 사이의 간격이 좁아질 때, 상부 전극(20)이 복수의 압전물질 나노로드(15)를 가압하게 되는데 상부 전극(20)에 구비된 복수의 요철부(21)가 압전물질 나노로드(15)의 굽힘 변형량을 증가시키게 된다. 따라서 압전물질 나노로드(15)의 압전효과가 더욱 커지고 압전물질 나노로드(15)에 의한 발전량이 증가하게 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기에 구비되는 돌기층 및 상부 전극을 형성하는 과정을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기의 돌기층을 형성하는 방법을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 나노발전기(10)에 구비되는 돌기층(18)은 상부 기판(16)의 일면에 복수의 산화아연 나노막대를 성장시킴으로써 형성할 수 있고, 그 위에 금속물질을 증착시킴으로써 복수의 요철부(21)를 갖는 상부 전극(20)을 형성할 수 있다. 돌기층(18)을 형성하는 산화아연 나노막대로 이루어지는 복수의 돌기(19)는 도 4에 나타낸 것과 같은 전기화학적 성장을 통해 형성할 수 있는데, 그 구체적인 방법은 다음과 같다.
먼저, 상부 기판(16)의 일면에 복수의 산화아연 시드를 갖는 시드층을 형성한다. 산화아연 시드는 상부 기판(16) 일면에 아연 패턴을 형성하고 형성된 아연 패턴을 산화시키는 방법 등 공지된 다양한 방법을 통해 형성할 수 있다.
상부 기판(16)에 시드층을 형성한 후, 시드층이 형성된 상부 기판(16)을 작동 전극(working electrode, 25)에 결합하여 성장용액(26)에 침지하고, 상대 전극(counter electrode, 27)을 작동 전극(25)과 이격되도록 성장용액(26)에 침지한다. 여기에서, 성장용액(26)은 질산아연(zinc nitrate, Zn(NO3)2), 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylene tetramine, (CH2)6N4) 및 염화칼륨(KCL)이 혼합된 용액이다.
상부 기판(16)이 결합된 작동 전극(25)과 상대 전극(27)을 성장용액(26)에 침지한 후, 전원공급장치(28)를 이용하여 작동 전극(25)에 -전압을 가하고 상대 전극(27)에 +전압을 인가한다. 전원공급장치(28)로 작동 전극(25)과 상대 전극(27)에 전압을 인가하면, 성장용액(26)에 전기장이 형성되고, 이에 의해 상부 기판(16)과 성장용액(26)의 화학 반응이 촉진되면서 시드층이 형성된 상부 기판(16)에 산화아연 나노막대가 성장하게 된다. 성장용액(26) 속에서 상부 기판(16)에 산화아연 나노막대가 성장할 때의 화학 반응식은 아래와 같다.
Zn(NO3)2 ⇔ Zn2 + + 2NO3 -
NO3 - + H2O + 2e- ⇔ NO2 - + 2OH-
Zn2 + + 2OH- ⇔ Zn(OH)2
Zn(OH)2 ⇔ ZnO + H2O
이와 같이, 돌기층(18)을 이루는 복수의 돌기(19)를 구성하는 산화아연 나노막대를 형성함에 있어서, 작동 전극(25)과 상대 전극(27)에 가해지는 전압을 조절하면 산화아연 나노막대들의 크기를 변화시킬 수 있다. 그리고 산화아연 나노막대들의 크기를 변화시킴으로써, 이들 위에 마련되는 상부 전극(20)의 요철부(21) 구조를 변화시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 산화아연 나노막대로 이루어지는 복수의 돌기(19)를 상부 기판(16)의 일면에 형성한 후(도 3의 (a)), 돌기층(18) 위에 금과 같은 금속물질을 증착함으로써(도 3의 (b)), 돌기층(18) 위에 복수의 요철부(21)를 갖는 상부 전극(20)을 어렵지 않게 형성할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 의한 나노발전기에 구비되는 다른 구조의 돌기층 및 상부 전극을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 돌기층(30)은 실리카 마이크로구로 이루어지는 복수의 돌기(31)를 포함하는 것이다. 복수의 실리카 마이크로구를 상부 기판(16)의 일면에 코팅한 후(도 5의 (a)), 돌기층(30) 위에 금과 같은 금속물질을 증착함으로써, 복수의 요철부(34)를 갖는 상부 전극(33)을 어렵지 않게 형성할 수 있다. 상부 기판(16)에 복수의 실리카 마이크로구를 코팅하는 방법으로는 공지된 다양한 실리카 마이크로구 코팅 방법이 이용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 압전물질 나노로드(15)의 굽힘 변형량을 증가시켜 압전효과를 향상시킬 수 있도록 복수의 요철부(21)(34)를 갖는 상부 전극(20)(33)을 간단한 공정을 통해서 제작할 수 있기 때문에 높은 생산성과 경제성을 기대할 수 있으며, 나노발전소자 기반의 에너지 하베스팅 기술분야에 널리 적용될 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 나노발전기 12 : 하부 기판
14 : 하부 전극 15 : 압전물질 나노로드
16 : 상부 기판 18, 30 : 돌기층
19, 31 : 돌기 20, 33 : 상부 전극
21, 34 : 요철부 25 : 작동 전극
26 : 성장용액 27 : 상대 전극
28 : 전원공급장치

Claims (11)

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  6. (a) 하부 기판 위에 전도성 물질로 하부 전극을 형성하는 단계;
    (b) 상기 하부 전극 위에 압전물질로 이루어지는 복수의 압전물질 나노로드를 기립 상태로 형성하는 단계;
    (c) 상부 기판의 일면에 복수의 돌기를 포함하는 돌기층을 형성하는 단계;
    (d) 전도성 물질을 이용하여 상기 돌기층 위에 복수의 요철부를 갖는 상부 전극을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 상부 전극이 상기 복수의 압전물질 나노로드의 상부 끝단을 향하도록 상기 상부 기판을 상기 복수의 압전물질 나노로드 위에 상하 이동 가능하게 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 상부 기판의 일면에 복수의 산화아연 시드를 갖는 시드층을 형성하는 단계,
    (c-2) 상기 시드층이 형성된 상기 상부 기판을 작동 전극(working electrode)에 결합하여 질산아연(zinc nitrate, Zn(NO3)2), 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylene tetramine, (CH2)6N4) 및 염화칼륨(KCL)이 혼합된 성장용액에 침지하고, 상기 작동 전극과 이격되도록 상기 성장용액에 상대 전극(counter electrode)을 침지하는 단계, 및
    (c-3) 전원공급장치로 상기 작동 전극에 -전압을 가하고 상기 상대 전극에 +전압을 인가하여 상기 성장용액에 전기장를 형성함으로써, 상기 시드층에 복수의 산화아연 나노막대를 성장시켜 상기 복수의 돌기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 상부 기판의 일면에 상기 복수의 돌기에 대응하는 복수의 실리카 마이크로구를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 금속물질을 상기 돌기층 위에 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 압전물질 나노로드를 구성하는 상기 압전물질은 산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄산화물(PZT), 티탄산 바륨(BaTiO3), 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 비스무스철산화물(BiFeO3), 탄화실리콘(SiC) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노발전기의 제조방법.
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