KR101483512B1 - Method for Manufacturing Thin Film and Nanorod of Zinc Oxide(ZnO) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산화아연(ZnO) 나노막대 및 박막을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 산화아연 나노막대 및 박막을 상온, 상압하에서 대량으로 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for producing zinc oxide (ZnO) nanorods and thin films, and a method for mass-producing zinc oxide nanorods and thin films at room temperature and atmospheric pressure.

본 발명은 산화아연 나노막대 및 박막을 제조하는 방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a method for producing zinc oxide nanorods and thin films,

아연도금기판 및 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 NaCl 수용액을 준비하는 단계; 상기 NaCl 수용액을 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지하는 단계; 상기 항온유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시키거나 또는 3시간 ∼ 24시간 동안 유지하여 앞서 성장된 나노막대의 일부 또는 전부를 산화아연 박막으로 변화시키는 단계; 및 상기와 같이 산화아연 나노막대 및 산화아연 박막을 형성한 후, 상기 아연도금기판을 수용액내에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노막대 및 박막의 제조방법을 그 요지로 한다.Preparing an aqueous NaCl solution containing 35 to 75 g of NaCl dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water on a zinc-plated substrate; Maintaining the NaCl aqueous solution constant at a temperature ranging from 25 to 40 캜; The zinc substrate was charged into the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 2 hours to 30 minutes to 5 hours to grow the zinc oxide nanorods or maintained for 3 hours to 24 hours to remove some or all of the grown nanorods Zinc oxide thin film; And forming a zinc oxide nanorod and a zinc oxide thin film as described above, and then removing the zinc-plated substrate in an aqueous solution. The present invention also provides a method for manufacturing a zinc oxide nanorod and a thin film.

본 발명에 의하면, 종래보다 저렴하고 손쉬운 방법으로 균일하고 투명한 산화아연 박막 및 일방향 잘 배열된 산화아연 나노막대들을 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain uniform and transparent zinc oxide thin films and zinc oxide nanorods arranged in one direction in a more inexpensive and easy manner.

산화아연, 나노막대, 박막, 상온, 상압, 아연도금강판 Zinc oxide, nanorod, thin film, normal temperature, normal pressure, galvanized steel sheet

Description

산화아연 나노막대 및 박막의 제조방법{Method for Manufacturing Thin Film and Nanorod of Zinc Oxide(ZnO)}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a zinc oxide nanorod and a thin film,

본 발명은 산화아연(ZnO) 나노막대 및 박막을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1차원적인 산화아연 나노 막대 및 산화아연 박막을 NaCl 수용액 내에서 아연(Zn)도금된 기판에 성장시켜 산화아연 나노막대 및 박막을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing zinc oxide (ZnO) nanorods and thin films, and more particularly, to a method for manufacturing zinc oxide (ZnO) nanorods and thin films by growing a one-dimensional zinc oxide nanorods and a zinc oxide thin film on a zinc Zinc oxide nanorods, and thin films.

일반적으로 산화아연은 상온에서 밴드갭(bandgap)이 3.32eV인 직접천이형 반도체 물질로서, 도핑 물질에 따라 반도체, 압전기(Piezoelectric), 강유전체, 강자성체, 도전체 및 가시광선 등에 대한 투명체 (transparent material)등의 특질로 구현될 수 있는 물질이다. In general, zinc oxide is a direct transition type semiconductor material having a band gap of 3.32 eV at room temperature. It is a transparent material for a semiconductor, a piezoelectric, a ferroelectric, a ferromagnetic material, a conductor, And the like.

또한, 산화아연은 다양한 기판상에서 성장될 수 있으므로, 이러한 성질을 이용하여 다양한 소자로 만들어질 수 있는 가능성을 가지고 있다. Further, since zinc oxide can be grown on various substrates, it has a possibility to be made into various devices by taking advantage of such properties.

가령, Si이나 GaAs상에서 성장하는 경우에는 기판상의 다른 IC등과 함께 센서 등으로 구현될 수 있다. For example, in the case of growing on Si or GaAs, it can be implemented by a sensor together with other ICs on the substrate.

또한, 유리(Glass)나 사파이어 상에서 성장하는 경우에는 광센서나 기타 광소자로 구현될 수 있으며, 나아가 석영(Quartz)이나 리튬 나이오베이트등의 압전기(Piezoelectric) 성질의 기판상에서 성장될 경우에는 SAW(Surface Acoustic Wave) 성질을 이용한 복합 디바이스 등으로 구현될 수 있다. In addition, when grown on glass or sapphire, it can be implemented as an optical sensor or other optical device. Furthermore, when grown on a piezoelectric substrate such as quartz or lithium niobate, SAW Surface Acoustic Wave) properties.

또한, 산화아연층에는 적절히 도핑된 Si 등의 반도체, Pt나 Au 등의 금속층, ITO 등의 투과성 도전층 등이 부착되어 역시 다양한 소자를 만드는데 사용될 수 있다. In addition, the zinc oxide layer may be appropriately doped with a semiconductor such as Si, a metal layer such as Pt or Au, a transparent conductive layer such as ITO, or the like to be used for forming various devices.

한편, 산화아연은 극성 반도체 구조로서 (0002)면에 대해 아연이나 산소 중 하나로 표면이 끝나면서 표면의 응력 에너지가 각 (0002) 면 마다 달라지는데 이러한 결정학적 특성에 의해 c축 성장율이 다른 축에 비해 큰 편이다. On the other hand, zinc oxide is a polar semiconductor structure, and its surface energy is different for each (0002) plane as the surface finishes with one of zinc or oxygen with respect to the (0002) plane. Due to such crystallographic properties, the growth rate of c- It is.

사파이어 기판의 R면에서 성장할 때는 2차원적인 층상인 필름 형상으로 성장하는 것으로 보고되고 있지만, 그 외의 경우에는 기판에 수직한 c축으로 성장될 확률이 높아 기둥 형상의 로드형 또는 막대형 성장이 잘 일어나는 것으로 보인다. When grown on the R-plane of the sapphire substrate, it is reported that the film grows in a two-dimensional layered form. However, in other cases, the probability of growing in the c-axis perpendicular to the substrate is high and rod- It seems to happen.

따라서, 이러한 특성을 이용하여 지금까지 많은 막대형 및 박막 산화아연체 성장이 보고되고 있는데, 보고된 성장 형태는 대부분 그 직경이 매우 작은 나노막대 또는 나노로드 형태이다. Therefore, many rod-shaped and thin-film zinc oxide growths have been reported to date using these properties, and the reported growth patterns are mostly nanorods or nanorods of very small diameters.

예를 들면, Huang 등 (huang et al., Science 292, 1897, 2001)은 산화 아연체 나노막대의 성공적인 성장을 최초로 보고하고 있으며, 또한 촉매를 사용하지 않고 산화아연 나노막대를 성장시킨 경우(S. H. Park et al., Appl. Phys. Lett. 88. 251903, 2006), 나노벨트형의 산화아연체를 성장시킨 경우 (Zheng Wei Pen et al., Science 291, 1947, 2001) 등이 보고되었다. For example, Huang et al. (Huang et al., Science 292, 1897, 2001) reported the first successful growth of zinc oxide nanorods, and when ZnO nanorods were grown without using a catalyst Park et al., Appl. Phys. Lett., 88, 251903, 2006), and the growth of nano-belt-type oxidized dendrites (Zheng Wei Pen et al., Science 291, 1947, 2001).

하지만, 상기 보고된 산화아연 박막 및 나노막대들은 사파이어나 실리콘위에 형성하는 한계가 있고 또한 산화아연 박막의 경우 성장온도는 약 300℃이상, 나노막대의 경우는 450℃이상의 온도에서 성장을 해야한다. However, the reported zinc oxide thin films and nanorods have a limitation to be formed on sapphire or silicon, and zinc oxide thin films should be grown at a growth temperature of about 300 ° C or higher and nanorods at 450 ° C or higher.

이는 투명전극이나 폴리머 소자 위의 전극으로 사용할 때 공정온도를 낮추어야 하므로 상온 상압 산화아연 박막 및 나노막대 성장 공정은 필수적으로 요구되고 있다.This process is required to lower the process temperature when using as a transparent electrode or an electrode on a polymer device. Therefore, a room temperature normal pressure zinc oxide thin film and a nanorod growth process are indispensably required.

본 발명은 산화아연 박막 및 나노막대가 고온, 진공 상태에서 소량으로 합성되는 종래기술의 문제점을 해결한 것으로서, 산화아연 나노막대 및 박막을 상온, 상압하에서 대량으로 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention solves the problems of the prior art in which a zinc oxide thin film and a nanorod are synthesized in a small amount at a high temperature and a vacuum, and is intended to provide a method for mass-producing a zinc oxide nanorod and a thin film at normal temperature and atmospheric pressure, There is a purpose.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 산화아연 나노막대를 제조하는 방법으로서,The present invention relates to a method for producing zinc oxide nanorods,

아연도금기판 및 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 NaCl 수용액을 준비하는 단계; Preparing an aqueous NaCl solution containing 35 to 75 g of NaCl dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water on a zinc-plated substrate;

상기 NaCl 수용액을 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지하는 단계;Maintaining the NaCl aqueous solution constant at a temperature ranging from 25 to 40 캜;

상기 항온유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시키는 단계; 및 Charging a zinc-coated substrate in the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 2 hours and 30 minutes to 5 hours to grow zinc oxide nanorods; And

상기와 같이 산화아연 나노막대를 성장시킨 후, 상기 아연도금기판을 수용액내에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노막대 및 박막의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 산화아연 박막을 제조하는 방법으로서,
아연도금기판 및 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 NaCl 수용액을 준비하는 단계;
상기 NaCl 수용액을 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지하는 단계;
상기 항온유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 3시간 ∼ 24시간 동안 유지하여, 산화아연 나노막대를 성장시키고, 상기 성장된 나노막대의 적어도 일부를 산화아연 박막으로 변화시키는 단계; 및
상기와 같이 산화아연 나노막대를 성장시키고, 상기 성장된 나노막대의 적어도 일부를 산화아연 박막으로 변화시킨 후, 상기 아연도금기판을 수용액내에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 박막의 제조방법에 관한 것이다.
And a step of growing the zinc oxide nanorods as described above, and then removing the zinc-coated substrate in an aqueous solution. The present invention also relates to a method of manufacturing the zinc oxide nanorods and the thin film.
The present invention also provides a method for producing a zinc oxide thin film,
Preparing an aqueous NaCl solution containing 35 to 75 g of NaCl dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water on a zinc-plated substrate;
Maintaining the NaCl aqueous solution constant at a temperature ranging from 25 to 40 캜;
Holding a zinc-coated substrate in the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 3 hours to 24 hours to grow zinc oxide nanorods and changing at least a portion of the grown nanorods to a zinc oxide thin film; And
Growing the zinc oxide nanorods as described above, changing at least a portion of the grown nanorods to a zinc oxide thin film, and then removing the zinc-coated substrate in an aqueous solution. And a manufacturing method thereof.

본 발명에 의하면, 종래보다 저렴하고 손쉬운 방법으로 균일하고 투명한 산화아연 박막 및 일방향 잘 배열된 산화아연 나노막대들을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 이 산화아연 박막 및 나노 막대 다발은 추후 공정이 필요없이 많은 응용 형태를 만드는데 유용하게 사용할 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain uniform and transparent zinc oxide thin films and zinc oxide nanorods arranged in one direction in a more inexpensive and easy manner than the conventional ones, and the zinc oxide thin films and nanorods can be used in many applications It can be used to make shapes.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

상기한 바와 같이, 나노 막대 성장시에 화학적기상증착법(Chemical Vapor Deposition)이나 물리적기상증착법(Physical Vapor Deposition) 방법 등을 이용한 경우 공정온도가 300℃이상이고 진공 공정인 종래의 기술에서는 공정단가가 비싸고 공정온도가 높아서 열에 약한 기판이나 하부 소자의 손상이 생기는 등의 문제점이 있었다.As described above, in the case of using a chemical vapor deposition method or a physical vapor deposition method at the time of growing nanorods, a process cost is high in a conventional technology in which a process temperature is 300 ° C or more and a vacuum process There is a problem that a substrate or a lower element which is weak in heat is damaged due to a high process temperature.

본 발명은 이러한 문제점을 개선시킨 것으로서, 산화아연 나노막대 및 박막을 상온 NaCl 수용액에서 상압하에서 손쉽게 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for easily and mass-producing zinc oxide nanorods and thin films at normal temperature in an aqueous solution of NaCl at normal pressure.

본 발명에 따라 산화아연 박막 및 나노막대를 제조하기 위해서는 아연도금기판 및 NaCl 수용액을 준비하는 것이 필요하다.In order to prepare zinc oxide thin films and nanorods according to the present invention, it is necessary to prepare a zinc-plated substrate and an NaCl aqueous solution.

상기 아연도금기판으로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기존에 많이 사용된 침지법이나 스퍼터링(sputtering)법으로 아연도금된 강판, 아연도금된 금속 재료, 아연코팅된 폴리머 및 아연 코팅된 유리 중의 하나가 사용될 수 있다. The zinc-plated substrate is not particularly limited, but one of a galvanized steel sheet, a zinc-plated metal sheet, a zinc-coated polymer and a zinc-coated glass sheet may be used by a conventional dipping method or a sputtering method .

상기 침지법으로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 용융아연도금법 및 전기아연도금법등이 있으며, 바람직한 것으로는 용융아연도금법이다.Although the dipping method is not particularly limited, there are a hot dip galvanizing method and an electro-galvanizing method, and a hot dip galvanizing method is preferable.

아연도금이 되는 소재로는 스테인레스 스틸, 일반강, 공구강, 폴리머, 유리, 실리콘 등을 들 수 있다.Examples of the material to be galvanized include stainless steel, general steel, tool steel, polymer, glass, and silicon.

상기 NaCl 수용액은 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.The NaCl aqueous solution is preferably an aqueous solution in which 35 to 75 g of NaCl is dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water.

상기 NaCl 수용액중에 녹이는 NaCl의 양이 35g 미만인 경우에는 생성되는 나노 막대의 밀도가 낮고, 박막의 두께가 얇아지게 되고, 75g을 초과하는 경우에는 나노 막대가 덩어리져서 표면적이 감소되어 나노막대로서의 기능이 저하되기 때문에, 상기 NaCl 수용액중에 녹이는 NaCl의 양은 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g으로 제한하는 것이 바람직하다.When the amount of NaCl dissolved in the NaCl aqueous solution is less than 35 g, the density of the generated nanorods is low and the thickness of the thin film becomes thin. When the amount of NaCl is more than 75 g, the nanorods are agglomerated to decrease the surface area, The amount of NaCl dissolved in the NaCl aqueous solution is preferably limited to 35 to 75 g of NaCl in 1 L of DI (Deionized) Water.

상기 NaCl 수용액은 25∼40℃의 온도범위에서 항온조 등에서 일정하게 유지시킨다.The NaCl aqueous solution is kept constant in a thermostat or the like at a temperature range of 25 to 40 캜.

상기 NaCl 수용액의 온도가 너무 낮거나 너무 높은 경우에는 나노막대나 박막의 생성이 곤란하게 된다.When the temperature of the NaCl aqueous solution is too low or too high, it becomes difficult to produce nanorods or thin films.

상기와 같이 온도가 일정하게 유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시키거나 또는 3시간 ∼ 24시간 유지하여 앞서 성장된 산화아연 나노막대의 일부 또는 전부를 산화아연 박막으로 변화시킨 다음, 상기 아연도금기판을 수용액내에서 제거한다.The zinc-plated substrate was charged into a NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 2 hours and 30 minutes to 5 hours to grow zinc oxide nanorods or maintained for 3 hours to 24 hours, A part or all of the rod is changed to a zinc oxide thin film, and then the zinc-plated substrate is removed in an aqueous solution.

상기 아연도금기판을 상기 NaCl 수용액에 장입하는 경우, 이 NaCl수용액이 들어 있는 조 바닥에 닿지 않도록 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 1㎝ 이상 뜬 상태를 유지하는 것이 바람직하다.When the zinc-plated substrate is charged into the NaCl aqueous solution, it is preferable that the zinc-plated substrate does not touch the bottom of the bath containing the NaCl aqueous solution. For example, it is preferable to keep the zinc plating substrate floating over 1 cm.

상기 아연도금기판을 NaCl 수용액내에 유지하는 시간이 2시간 30분 미만인 경우에는 산화아연 나노막대가 충분히 형성되지 않고, 24시간을 초과하는 경우에는 박막 생성량의 증가가 더 이상 이루어지지 않게 된다.When the time for holding the zinc-plated substrate in the NaCl aqueous solution is less than 2 hours 30 minutes, the zinc oxide nanorods are not sufficiently formed, and when the time exceeds 24 hours, the increase in the amount of the thin film is no longer achieved.

본 발명에서는 산화아연 나노막대만을 얻고자 하는 경우에는 상기 아연도금기판을 NaCl 수용액내에서 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하고, 산화아연 나노막대 및 박막을 함께 얻기 위해서는 형성된 산화아연 나노막대가 전부 박막으로 변화되기 전에 아연도금기판을 NaCl 수용액내에서 제거하면 되고, 산화아연 박막만을 얻고자 하면, 형성된 산화아연 나노막대가 전부 박막으로 변화되면, 아연도금기판을 NaCl 수용액내에서 제거하면 된다.In the present invention, in order to obtain only zinc oxide nanorods, the zinc-plated substrate is maintained in an aqueous solution of NaCl for 2 hours and 30 minutes to 5 hours, and zinc oxide nanorods formed to obtain zinc oxide nanorods and thin films together The zinc-plated substrate may be removed in an aqueous solution of NaCl before the thin film is converted into a thin film. If only the zinc oxide thin film is formed, the zinc-plated substrate may be removed in the aqueous NaCl solution.

이하, 본 발명을 도 1을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Fig.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일례에 따라 산화아연 나노막대 및 박막을 제조하는 공정의 흐름도가 나타나 있다.FIG. 1 shows a flow chart of a process for manufacturing a zinc oxide nanorod and a thin film according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 나타난 바와 같이, 필요에 따라 산화아연을 성장시키는데 사용되는 아연도금기판 표면의 이물질을 제거하기 위하여 아연도금기판 표면을 클리닝한다(S1).As shown in Fig. 1, the surface of the zinc-plated substrate is cleaned (S1) in order to remove foreign substances on the surface of the zinc-plated substrate used for growing zinc oxide, if necessary.

상기 클리닝 공정은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 아세톤과 알코올 침지를 통하여 표면의 이물질이 제거되도록 하는 것이 바람직하다.The cleaning process is not particularly limited, but it is preferable to remove foreign matters on the surface through, for example, immersing in acetone and alcohol.

본 발명에 따라 산화아연 나노막대 및 박막을 성장시키는데 사용되는 기판으로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 스테인레스 스틸, 일반강, 공구강, 폴리머, 유리, 실리콘 등 다양한 기판에 침지법이나 스퍼터링(Sputtering)등의 기존의 공정 으로 아연 코팅층이 형성되어 있는 기판을 사용하는 것이 바람직하다.The substrate to be used for growing the zinc oxide nanorods and thin films according to the present invention is not particularly limited. For example, a substrate such as a stainless steel, a general steel, a tool steel, a polymer, glass, or silicon may be immersed or sputtered It is preferable to use a substrate on which a zinc coating layer is formed by a conventional process.

다음에, 일정한 조성의 NaCl 수용액을 제조한다(S2).Next, an NaCl aqueous solution having a constant composition is prepared (S2).

상기 NaCl 수용액은 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹여 제조한다.The NaCl aqueous solution is prepared by dissolving 35 to 75 g of NaCl in 1 L of DI (Deionized) Water.

상기와 같이 제조된 NaCl 수용액을 욕조에 담아서 온도를 유지할 수 있는 항온조등에 넣는다.The NaCl aqueous solution prepared as described above is placed in a bath or the like in which a bath can be maintained and maintained at a temperature.

상기 NaCl 수용액은 시편을 담그기 전에 항온조 내에서 온도를 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지시킨다(S3).The NaCl aqueous solution is maintained at a constant temperature in a temperature range of 25 to 40 DEG C in a thermostat tank before immersing the specimen (S3).

상기와 같이 항온유지된 NaCl 수용액내에 상기 아연도금기판을 장입한다(S4). The zinc-plated substrate is charged into the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature as described above (S4).

본 발명은 일예로서 수용액 화학반응을 통하여 구현될 수 있는데, 수용액 내의 화학반응의 경우에는 온도가 조절되는 수용액조 내에 기판이 떠서 지나가는 방식으로 장입된다.The present invention can be implemented, for example, through an aqueous solution chemistry. In the case of a chemical reaction in an aqueous solution, the substrate is charged in such a manner that the substrate floats in an aqueous solution tank whose temperature is controlled.

상기와 같이 NaCl 수용액내에 기판을 장입한 후, 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시키거나 또는 3시간 ∼ 24시간 유지하여 앞서 성장된 산화아연 나노막대의 일부 또는 전부를 산화아연 박막으로 변화시킨다(S5).After charging the substrate into the NaCl aqueous solution as described above, the zinc oxide nanorods were grown for 2 hours to 30 minutes to 5 hours, or the zinc oxide nanorods were grown for 3 hours to 24 hours to partially or completely remove the zinc oxide nanorods Zinc oxide thin film (S5).

다음에, 아연도금기판을 NaCl 수용액내에서 제거한다(S6).Next, the zinc-plated substrate is removed in an aqueous NaCl solution (S6).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples.

(실시예)(Example)

도 2는 아연도금기판 표면의 전자현미경 사진 및 조성 분석도이다. 2 is an electron micrograph and compositional analysis of the surface of the zinc-plated substrate.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 기판 표면은 Zn 코팅이 되어 있는 시편이며 평평한 표면이다. As can be seen in FIG. 2, the substrate surface is a Zn-coated specimen and is a flat surface.

도 3은 본 발명에 따라 형성된 산화아연 나노막대의 형상을 전자현미경으로 촬영한 사진이다. 3 is a photograph of the shape of the zinc oxide nanorods formed according to the present invention by an electron microscope.

도 3의 시편은 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 50g 녹여 제조한 NaCl 수용액을 욕조에 담아서 항온조에 넣고 25℃로 일정하게 유지한 다음, 도 2의 아연도금기판을 NaCl 수용액에 장입하여 4시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시킨 것이다.3, the NaCl aqueous solution prepared by dissolving 50 g of NaCl in 1 L of DI (Deionize) Water was placed in a bath and kept constant at 25 ° C. Then, the zinc-plated substrate of FIG. 2 was charged into the NaCl aqueous solution for 4 hours To grow zinc oxide nanorods.

도 3에 나타난 바와 같이, 산화아연 나노막대는 길이가 약 10㎛이며 기판의 상부에 막대상이 밀집된 형태로 성장되어 있으며 각 막대의 상단부는 침상의 날카로운 단부를 가지고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, the zinc oxide nanorods have a length of about 10 μm and are grown in a densified form on the upper side of the substrate, and the upper end of each bar has a sharp end of the needle-like shape.

도 4는 상기 도 3의 시편을 12시간(NaCl 수용액에 장입시로부터) 유지하여 산화아연 나노막대를 산화아연 박막으로 변화시킨 후의 전자현미경 사진 및 조성 분석도이다. FIG. 4 is an electron micrograph and compositional analysis chart of the zinc oxide nanorods after changing the zinc oxide nanorods to a zinc oxide thin film by holding the specimen of FIG. 3 for 12 hours (from when the zinc oxide nanoparticles are introduced into the aqueous NaCl solution).

도 4에 나타난 바와 같이, 성분은 도 2의 아연 코팅에 비하여 산소의 구성 비율이 높아져 있으며, 이로부터 산화아연 박막이 형성되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the composition ratio of oxygen is higher than that of the zinc coating of FIG. 2, indicating that a zinc oxide thin film is formed.

본 발명의 구조적 특징을 이용한 소자들은 다양한 응용소자가 될 수 있다. The devices using the structural features of the present invention can be various application devices.

예를 들면, 디스플레이 소자에 있어 상부 투명전극의 사용시 공정온도와 압력이 상온 상압이므로 디스플레이 소자에는 영향을 가하지 않으며 투명한 상부 전극을 형성할 수 있는 장점이 있으며, 또한 태양전지의 저렴한 상부 투명전극으로 구현될 수 있다. For example, when using the upper transparent electrode in a display device, since the process temperature and pressure are at room temperature and normal pressure, there is an advantage that a transparent upper electrode can be formed without affecting the display device. In addition, .

도 1은 본 발명에 따라 산화아연 나노막대 및 박막을 제조하는 공정의 일례를 나타내는 공정흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow chart showing an example of a process for producing a zinc oxide nanorod and a thin film according to the present invention; FIG.

도 2는 스테인레스 스틸에 아연이 코팅된 아연도금기판의 표면 전자현미경사진.FIG. 2 is a scanning electron micrograph of a zinc-coated substrate coated with zinc on stainless steel. FIG.

도 3은 도 2의 기판을 이용하여 상온 상압 NaCl 수용액 내에서 성장시킨 산화아연 나노막대 전자현미경 사진.3 is a scanning electron micrograph of zinc oxide nanorods grown in aqueous NaCl solution at room temperature using the substrate of FIG.

도 4는 도 2의 기판을 이용하여 상온 상압 NaCl 수용액 내에서 성장시킨 산화아연 박막의 전자현미경 사진.FIG. 4 is an electron micrograph of a zinc oxide thin film grown in a normal-temperature NaCl aqueous solution using the substrate of FIG.

Claims (4)

산화아연 나노막대를 제조하는 방법으로서,A method of producing a zinc oxide nanorod, 아연도금기판 및 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 NaCl 수용액을 준비하는 단계; Preparing an aqueous NaCl solution containing 35 to 75 g of NaCl dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water on a zinc-plated substrate; 상기 NaCl 수용액을 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지하는 단계;Maintaining the NaCl aqueous solution constant at a temperature ranging from 25 to 40 캜; 상기 항온유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 2시간 30분 ∼ 5시간 동안 유지하여 산화아연 나노막대를 성장시키는 단계; 및 Charging a zinc-coated substrate in the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 2 hours and 30 minutes to 5 hours to grow zinc oxide nanorods; And 상기와 같이 산화아연 나노막대를 성장시킨 후, 상기 아연도금기판을 수용액 내에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노막대의 제조방법.And growing the zinc oxide nanorods as described above, and then removing the zinc-coated substrate in an aqueous solution. 제1항에 있어서, 상기 아연도금기판은 융융아연도금법에 의하여 아연이 도금된 것임을 특징으로 하는 산화아연 나노막대의 제조방법.The method of manufacturing a zinc oxide nanorods according to claim 1, wherein the zinc-plated substrate is zinc-plated by a hot-dip galvanization method. 산화아연 박막을 제조하는 방법으로서,A method of producing a zinc oxide thin film, 아연도금기판 및 DI (Deionize) Water 1L내에 NaCl을 35∼75g 녹인 NaCl 수용액을 준비하는 단계; Preparing an aqueous NaCl solution containing 35 to 75 g of NaCl dissolved in 1 L of DI (Deionized) Water on a zinc-plated substrate; 상기 NaCl 수용액을 25∼40℃의 온도범위에서 일정하게 유지하는 단계;Maintaining the NaCl aqueous solution constant at a temperature ranging from 25 to 40 캜; 상기 항온유지된 NaCl 수용액내에 아연도금기판을 장입하여 3시간 ∼ 24시간 동안 유지하여, 산화아연 나노막대를 성장시키고, 상기 성장된 나노막대의 적어도 일부를 산화아연 박막으로 변화시키는 단계; 및 Holding a zinc-coated substrate in the NaCl aqueous solution maintained at a constant temperature for 3 hours to 24 hours to grow zinc oxide nanorods and changing at least a portion of the grown nanorods to a zinc oxide thin film; And 상기와 같이 산화아연 나노막대를 성장시키고, 상기 성장된 나노막대의 적어도 일부를 산화아연 박막으로 변화시킨 후, 상기 아연도금기판을 수용액 내에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화아연 박막의 제조방법.Growing the zinc oxide nanorods as described above, changing at least a portion of the grown nanorods to a zinc oxide thin film, and then removing the zinc-coated substrate in an aqueous solution. Gt; 제3항에 있어서, 상기 아연도금기판은 융융아연도금법에 의하여 아연이 도금된 것임을 특징으로 하는 산화아연 박막의 제조방법.The zinc oxide thin film manufacturing method according to claim 3, wherein the zinc-plated substrate is zinc-plated by a hot-dip galvanizing method.
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