KR101598776B1 - 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법 - Google Patents

금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101598776B1
KR101598776B1 KR1020140125637A KR20140125637A KR101598776B1 KR 101598776 B1 KR101598776 B1 KR 101598776B1 KR 1020140125637 A KR1020140125637 A KR 1020140125637A KR 20140125637 A KR20140125637 A KR 20140125637A KR 101598776 B1 KR101598776 B1 KR 101598776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
reactor
metal
nanostructure
precursor
Prior art date
Application number
KR1020140125637A
Other languages
English (en)
Inventor
김봉수
양시영
Original Assignee
한국과학기술원
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 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020140125637A priority Critical patent/KR101598776B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101598776B1 publication Critical patent/KR101598776B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0095—Manufacture or treatments or nanostructures not provided for in groups B82B3/0009 - B82B3/009
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/194—After-treatment
    • C01B32/196—Purification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

금속 나노 구조의 형성 방법에 있어서, 반응로의 전단부에 일 할로겐화 금속을 포함하는 전구체를 배치한다. 반응로의 후단부에 기판을 배치한다. 반응로의 전단부를 통해 캐리어 가스를 반응로 내부로 공급한다. 반응로 내부를 200oC 내지 450oC의 온도 범위로 가열한다. 캐리어 가스를 통해 전구체를 기판의 표면 상으로 이송시킨다. 저온 기상 공정을 통해 전기적 특성이 우수한 금속 나노 구조를 형성할 수 있다.

Description

금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법{METHODS OF FORMING METAL NANO STRUCTURES AND METHODS OF FORMING ELECTRODE STRUCTURES }
본 발명은 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기상 증착법을 이용한 금속 나노 구조의 형성 방법 및 금속 나노 구조를 포함하는 전극 구조물의 제조 방법에 관한 것이다.
금속의 크기가 나노 사이즈로 줄어들게 되면, 양자 효과(quantum effect)와 같은 현상에 의해 독특한 물리적, 화학적, 전기적, 광학적 성질이 발현될 수 있다. 예를 들면, 나노 사이즈의 금속 입자 또는 금속 플레이트에 광을 조사하면 국부 표면 플라즈몬 여기(localized surface plasmon excitation) 효과에 의해 강한 전기장이 유도될 수 있다. 또한, 나노 사이즈 효과에 의해 금속의 촉매적 활성이 증폭될 수 있다. 따라서, 금속 나노 구조는 바이오센서, 태양 전지, 금속 촉매를 포함하는 다양한 전기, 화학적 소자에 활용될 수 있다.
상기 금속 나노 구조를 형성하기 위해 기판 상에 상기 금속 나노 구조를 액상 합성법을 활용하거나 또는 물리적 흡착을 이용하여 증착시킬 수 있다. 그러나, 액상 합성법의 경우 상기 금속 나노 구조를 증착하기 위한 매개 분자 또는 연결 분자가 필요하므로 상기 기판 혹은 상기 금속 나노 구조의 전기적 특성을 열화시킬 수 있다. 한편, 물리 흡착의 경우 금속 입자들끼리의 응집 현상이 발생하여 균일한 전기적 특성을 획득하기가 곤란하다.
예를 들면, 특허문헌 1은 액상 나노물질을 기판 상에 도포하여 전극을 형성하는 방법을 개시하고 있다.
[특허문헌 1] 대한민국 공개등록특허공보 제10-2014-0091403호(2014. 7. 21)
본 발명의 일 과제는 우수한 전기화학적 특성을 갖는 금속 나노 구조의 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 우수한 전기화학적 특성을 갖는 금속 나노 구조를 포함하는 전극 구조물의 형성 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 금속 나노 구조의 형성 방법에 따르면, 반응로의 전단부에 일 할로겐화 금속을 포함하는 전구체를 배치한다. 상기 반응로의 후단부에 기판을 배치한다. 상기 반응로의 상기 전단부를 통해 캐리어 가스를 상기 반응로 내부로 공급한다. 상기 반응로 내부를 200oC 내지 450oC의 온도 범위로 가열한다. 상기 캐리어 가스를 통해 상기 전구체를 상기 기판의 표면 상으로 이송시킨다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기판은 전도성 기판일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기판은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 불소 도핑 주석 산화물(Fluorine doped Tin Oxide: FTO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO) 또는 인듐 아연 주석 산화물(Indium Zinc Tin Oxide: ITZO)을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기판은 카본 계열 전극일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전구체는 일 할로겐화 금(AuX), 일 할로겐화 구리(CuX) 또는 일 할로겐화 은(AgX)을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전구체는 일 할로겐화 금을 포함하며, 상기 반응로 내부의 온도는 200oC 내지 250oC의 범위로 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전구체는 일 할로겐화 구리 또는 일 할로겐화 은을 포함하며, 상기 반응로 내부의 온도는 400oC 내지 450oC의 범위로 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기판의 상기 표면 상에 금속 나노 플레이트가 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 금속 나노 플레이트는 랜덤한 배향으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응로 내부를 가열하기 전에, 제1 퍼지 공정을 통해 상기 반응로 내부의 불순물을 제거할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기판의 상기 표면 상에 금속 나노 구조가 형성된 후, 상기 반응로 내부의 온도를 상온으로 낮출 수 있다. 제2 퍼지 공정을 통해 상기 반응로 내부에 잔류하는 상기 전구체를 배출할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전극 구조물의 형성 방법에 따르면, 반응로의 전단부에 금속 할라이드를 포함하는 전구체를 배치한다. 상기 반응로의 후단부에 전도성 기판을 배치한다. 상기 반응로의 상기 전단부를 통해 캐리어 가스를 상기 반응로 내부로 공급한다. 상기 반응로 내부를 200oC 내지 450oC의 온도 범위로 가열한다. 상기 캐리어 가스를 통해 상기 전구체를 상기 기판의 표면 상으로 이송시켜 금속 나노 구조를 형성한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전구체는 일 할로겐화 금(AuX), 일 할로겐화 구리(CuX) 또는 일 할로겐화 은(AgX)을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 금속 나노 구조는 금-은 나노 구조, 은-구리 나노 구조, 금-구리 나노 구조 또는 금-은-구리 나노 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전도성 기판은 ITO, FTO, IZO 또는 ITZO을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, ITO와 같은 전도성 기판 상에 금속 할라이드를 전구체로 사용하여 기상 증착법을 통해 금속 나노 구조를 형성할 수 있다. 상기 금속 할라이드는 금속 원자에 하나의 할로겐 원자가 결합된 화합물을 포함할 수 있다. 따라서, 저온에서도 균일한 표면을 갖는 금속 나노 구조를 형성할 수 있으며, 상기 전도성 기판의 열 손상을 초래하지 않을 수 있다. 또한, 별도의 계면 활성제, 연결 분자, 촉매 등을 사용하지 않는 기상 증착법을 활용하므로 상기 금속 나노 구조 및/또는 상기 전도성 기판의 전기적 특성을 열화시키지 않을 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 금속 나노 구조 형성을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 실험예 1에 따라 형성된 금 나노 구조의 주사 전자 현미경(scanning electron microscope: SEM) 이미지이다.
도 3은 실험예 2에 따라 형성된 구리 나노 구조의 SEM 이미지이다.
도 4는 실험예 3에 따라 형성된 은 나노 구조의 SEM 이미지이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 금속 나노 구조 형성을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(130) 및 로딩 플레이트(140)가 각각 반응로(110) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 로딩 플레이트(140)는 반응로(110)의 전단부에 배치되며, 기판(130)은 반응로(110)의 후단부에 배치될 수 있다.
반응로(110)는 반응기(100) 내부를 관통하도록 배치될 수 있다. 반응기(100)를 통해 반응로(100)가 가열되어 반응로(100) 내부에 히팅 존(heating zone)(120)이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 히팅 존(120)은 기판(130) 및 로딩 플레이트(140)를 포괄하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 기판(130) 및 로딩 플레이트(140)가 배치된 반응로(110)의 영역들 각각에 분리된 히팅 존이 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 기판(130)은 전도성 기판일 수 있다. 예를 들면, 기판(130)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 불소 도핑 주석 산화물(Fluorine doped Tin Oxide: FTO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐 아연 주석 산화물(Indium Zinc Tin Oxide: ITZO)과 같은 일함수가 큰 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기판(130)은 카본(carbon) 계열 전극을 포함할 수도 있다.
기판(130)은 반응로(110)의 상기 후단부에 배치되기 전에 세정 처리될 수 있다. 예를 들면, 기판(130)을 아세톤, 에탄올 및/또는 증류수를 이용해 세척할 수 있다. 추가적으로, 기판(130)을 음파처리(sonication)할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기판(130)을 세정 처리 한 후, 질소(N2) 분위기 하에서 건조시킬 수 있다.
로딩 플레이트(140) 상에는 기판(130) 상에 금속 나노 구조 형성을 위한 전구체(150)가 로딩될 수 있다. 상기 전구체는 금속 할라이드(metal halide)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 금속 할라이드는 금속 원자에 하나의 할로겐 원소가 결합된 일 할로겐화 금속을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 금속 할라이드는 MX로 나타낼 수 있으며, 여기서 M은 금속 원소, X는 할로겐 원소를 나타낸다.
예를 들면, 상기 금속 할라이드는 일 할로겐화 금(AuX), 일 할로겐화 구리(CuX) 또는 일 할로겐화 은(AgX)을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 상기 금속 할라이드의 예로서, AuCl, AgCl, CuCl, AuBr, AgBr, CuBr, AuI, AgI, CuI 등을 들 수 있다.
반응로(110)의 상기 전단부를 통해 캐리어 가스가 도입될 수 있다. 상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 반응로(110)의 상기 전단부와 유체 연결된 진공 펌프가 구비되어 상기 캐리어 가스를 공급할 수 있다. 예를 들면, 상기 캐리어 가스는 약 300 sccm 내지 약 500 sccm의 유량으로 공급될 수 있다.
상기 캐리어 가스가 반응로(110) 내부로 도입되기 전에 또는 상기 캐리어 가스 도입과 함께, 반응기(100)를 통해 반응로(110)가 가열되어 히팅 존(120)이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 캐리어 가스를 도입하기 전에 또는 히팅 존(120)을 형성하기 전에 제1 퍼지(purge) 공정을 수행할 수 있다. 상기 제1 퍼지 공정에 의해 반응로(110) 내부에 존재하는 불순물, 유기 분자, 무기 분자 등이 제거될 수 있다. 또한, 상기 제1 퍼지 공정에 의해 반응로(110) 내부가 실질적으로 진공 처리될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 히팅 존(120)은 약 200oC 내지 450oC 범위의 온도로 가열될 수 있다. 이에 따라, 상기의 온도 범위에서 상기 캐리어 가스에 의해 전구체(150)가 기판(130)으로 이동되며, 전구체(150)로부터 금속 원자가 분리되어 기판(130) 표면 상에 증착될 수 있다. 따라서, 기상 이송법 또는 기상 증착법을 통해 기판(130) 상에 금속 나노 구조가 형성될 수 있다. 상기 금속 나노 구조는 예를 들면, 삼각형, 육각형 등과 같은 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
전구체(150)로서, 일 할로겐화 금(AuX)을 사용하는 경우, 상대적으로 낮은 온도인 약 200oC 내지 250oC의 온도에서 상기 금속 나노 구조를 형성할 수 있다. 전구체(150)로서 일 할로겐화 구리(CuX) 및/또는 일 할로겐화 은(AgX)을 사용하는 경우, 예를 들면 약 400oC 내지 450oC의 온도에서 상기 금속 나노 구조를 형성할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 일 할로겐화 금속, 일 할로겐화 구리 및 일 할로겐화 은 중 적어도 2 이상을 함께 전구체(150)로서 사용할 수도 있다. 이 경우, 기판(130) 상에 예를 들면, 금-은, 은-구리, 금-구리 또는 금-은-구리 나노 구조와 같은 복합 금속 나노 구조가 형성될 수 있다.
반응로(110)의 상기 후단부를 통해 기판(130) 상에 미증착된 전구체(130)가 상기 캐리어 가스와 함께 배출될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 반응로(110)의 상기 후단부와 유체 연결되며, 미증착된 전구체(130) 배출을 위한 배기 펌프가 더 구비될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 미증착된 전구체(130) 배출을 위해 반응기(100)의 온도를 예를 들면 상온으로 낮추어 히팅 존(120)을 제거한 후, 반응로(110)를 통해 질소, 아르곤 등과 같은 퍼지 가스를 도입하여 제2 퍼지 공정을 수행할 수도 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 전도성 기판 상에 직접적으로 금속 나노 구조를 형성하므로, 상기 금속 나노 구조가 증착된 상기 전도성 기판을 바로 전극 구조물로 활용할 수 있다.
비교예에 있어서, 금속 나노 구조를 단결정 기판 상에서 성장시킬 수 있다. 상기 금속 나노 구조를 포함하는 전극 구조물을 제조하기 위해, 전도성 기판 상에 상기 금속 나노 구조를 부착하는 공정이 필요하다. 이 경우, 별도의 박리 및/또는 부착 공정에 의해 상기 금속 나노 구조가 손상될 수 있다.
그러나, 예시적인 실시예들에 따르면, ITO, FTO와 같은 전도성 기판 상에 직접 금속 나노 구조를 형성하므로 별도의 박리 및/또는 부착 공정을 수행하지 않고 수득된 구조물을 바로 전극 구조물로 활용할 수 있다.
또한, 상기 비교예에 있어서, 금속 나노 구조는 상기 단결정 기판의 결정 형태에 따라, 특정 결정 구조로 성장된다. 따라서, 상기 금속 나노 구조의 구조 및 배향이 제한될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들에 따르면, 랜덤한 배향을 갖는 금속 나노 구조가 형성될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 기상 이송법 또는 기상 증착법을 활용하므로, 계면 활성제 또는 연결 분자와 같은 추가적인 유기 혹은 무기 물질의 사용이 생략될 수 있다. 따라서, 상기 유기 혹은 무기 물질에 의해 금속 나노 구조 및/또는 전도성 기판의 전기적 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
추가적으로, 예시적인 실시예들에 따르면, 전구체로서 일 할로겐화 금속 화합물을 사용할 수 있다. 따라서, 저온 공정으로도 상기 전구체로부터 금속을 용이하게 이탈시켜 기판 상에 금속 나노 구조를 증착시킬 수 있다. 그러므로 예를 들면, 약 700oC 이상의 고온에서 ITO, FTO 등의 전도성 기판의 물리적 구조 또는 전기적 특성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따라 제조된 금속 나노 구조를 포함하는 전극 구조물은 다양한 전기적 또는 전기화학적 장치에 적용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 전극 구조물을 다양한 반응의 금속 촉매로서 활용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 구조에 생화학적 분자를 부착시킨 후, 전도성 기판을 통해 전기적 신호를 발생시켜 바이오 센서로서 활용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전극 구조물을 표시 장치의 양극 또는 음극으로 활용할 수도 있으며, 표시 장치의 터치 패널로도 활용할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험예를 참조로, 예시적인 실시예들에 따른 금속 나노 구조의 형성 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
실험예 1
반응로가 삽입된 퍼니스(furnace) 시스템을 준비하였다. 상기 반응로의 전단부에 배치된 알루미나 재질의 로딩 플레이트 상에 3 mg의 AuCl을 로딩하였다. 상기 반응로의 후단부에는 상기 로딩 플레이트와 약 10 mm의 거리로 이격되도록 가로 및 세로 각각 5cm 길이의 ITO 기판을 배치하였다. 상기 반응로의 온도를 서서히 증가시키면서 아르곤 가스를 상기 반응로의 상기 전단부로부터 공급하였다. 상기 아르곤 가스의 유량은 약 300 sccm으로 조절하였으며, 상기 반응로 내부의 압력은 1 torr로 조절하였다.
약 200oC의 온도에서 상기 ITO 기판 상에 플레이트 형태의 금 나노 구조가 형성되기 시작하였다. 한편, 온도를 추가적으로 증가시키면서 형성되는 금 나노 구조를 관찰하였다. 온도 증가에 따라, 생성되는 금 나노 플레이트의 직경이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 상기 아르곤 가스의 공급 시간을 60분까지 서서히 증가시킴에 따라 상기 ITO 기판 상에 형성되는 금 나노 구조의 밀도가 증가하는 것을 관찰하였다.
도 2는 실험예 1에 따라 형성된 금 나노 구조의 주사 전자 현미경(scanning electron microscope: SEM) 이미지이다.
도 2를 참조하면, 육각형 플레이트 형상의 금 나노 구조가 상기 ITO 기판 상에 형성되었을 확인할 수 있다.
실험예 2
전구체로서 CuCl을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 실질적으로 동일한 방법을 통해 ITO 기판 상에 구리 나노 구조를 형성하였다.
실험예 3
전구체로서 AgCl을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 실질적으로 동일한 방법을 통해 ITO 기판 상에 은 나노 구조를 형성하였다.
도 3 및 도 4는 각각 실험예 2 및 실험예 3에 따라 형성된 금속 나노 구조의 SEM 이미지들이다.
도 3을 참조하면, ITO 기판 상에 실질적으로 랜덤한 배향 또는 구조의 구리 나노 구조가 형성되었음을 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, ITO 기판 상에 실질적으로 삼각형 플레이트 형성의 은 나노 구조가 형성되었음을 확인할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 저온 조건에서 기상 이송법 또는 기상 증착법을 이용해 전도성 기판 표면 상에 직접적으로 금속 나노 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 전도성 기판의 손상 없이 우수한 전기적 또는 전기화학적 특성을 갖는 전극 구조물을 형성할 수 있다.
상기 전극 구조물은 각종 전자 장치 또는 표시 장치의 전극, 바이오 센서, 전기화학 촉매로서 활용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 반응기 110: 반응로
130: 기판 140: 로딩 플레이트
150: 전구체

Claims (13)

  1. 반응로의 전단부에 일 할로겐화 금(AuX), 일 할로겐화 구리(CuX) 및 일 할로겐화 은(AgX)으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전구체를 배치하는 단계;
    상기 반응로의 후단부에 기판을 배치하는 단계;
    상기 반응로의 상기 전단부를 통해 캐리어 가스를 상기 반응로 내부로 공급하는 단계;
    상기 반응로 내부를 200oC 내지 450oC의 온도 범위로 가열하는 단계; 및
    상기 캐리어 가스를 통해 상기 전구체를 상기 기판의 표면 상으로 이송시키는 단계를 포함하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 전도성 기판인 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 불소 도핑 주석 산화물(Fluorine doped Tin Oxide: FTO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO) 및 인듐 아연 주석 산화물(Indium Zinc Tin Oxide: ITZO)으로 구성된 그룹에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기판은 카본 계열 전극인 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 전구체는 일 할로겐화 금을 포함하며, 상기 반응로 내부의 온도는 200oC 내지 250oC의 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전구체는 일 할로겐화 구리 또는 일 할로겐화 은을 포함하며, 상기 반응로 내부의 온도는 400oC 내지 450oC의 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판의 상기 표면 상에 금속 나노 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속 나노 플레이트는 랜덤한 배향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 나노 구조의 형성 방법.
  10. 반응로의 전단부에 금속 할라이드를 포함하는 전구체를 배치하는 단계;
    상기 반응로의 후단부에 ITO, FTO, IZO 및 ITZO로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전도성 기판을 배치하는 단계;
    상기 반응로의 상기 전단부를 통해 캐리어 가스를 상기 반응로 내부로 공급하는 단계;
    상기 반응로 내부를 200oC 내지 450oC의 온도 범위로 가열하는 단계; 및
    상기 캐리어 가스를 통해 상기 전구체를 상기 기판의 표면 상으로 이송시켜 금속 나노 구조를 형성하는 단계를 포함하는 전극 구조물의 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전구체는 일 할로겐화 금(AuX), 일 할로겐화 구리(CuX) 및 일 할로겐화 은(AgX)으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조물의 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 금속 나노 구조는 금-은 나노 구조, 은-구리 나노 구조, 금-구리 나노 구조 또는 금-은-구리 나노 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조물의 형성 방법,
  13. 삭제
KR1020140125637A 2014-09-22 2014-09-22 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법 KR101598776B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140125637A KR101598776B1 (ko) 2014-09-22 2014-09-22 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140125637A KR101598776B1 (ko) 2014-09-22 2014-09-22 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101598776B1 true KR101598776B1 (ko) 2016-03-02

Family

ID=55582642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140125637A KR101598776B1 (ko) 2014-09-22 2014-09-22 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101598776B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080104581A (ko) * 2007-05-28 2008-12-03 한국전자통신연구원 급속 열증착을 이용한 금속산화물 나노구조물 제조방법
KR20100054555A (ko) * 2008-11-14 2010-05-25 한국과학기술원 단결정 게르마늄코발트 나노와이어, 게르마늄코발트 나노와이어 구조체, 및 이들의 제조방법
JP2012517399A (ja) * 2009-02-09 2012-08-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド エネルギー貯蔵用のメソポーラスカーボン材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080104581A (ko) * 2007-05-28 2008-12-03 한국전자통신연구원 급속 열증착을 이용한 금속산화물 나노구조물 제조방법
KR20100054555A (ko) * 2008-11-14 2010-05-25 한국과학기술원 단결정 게르마늄코발트 나노와이어, 게르마늄코발트 나노와이어 구조체, 및 이들의 제조방법
JP2012517399A (ja) * 2009-02-09 2012-08-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド エネルギー貯蔵用のメソポーラスカーボン材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Graphene as transparent electrodes: fabrication and new emerging applications
Huang et al. Growth of single-layer and multilayer graphene on Cu/Ni alloy substrates
Kathiravan et al. Self-assembled hierarchical interfaces of ZnO nanotubes/graphene heterostructures for efficient room temperature hydrogen sensors
Kataria et al. Chemical vapor deposited graphene: From synthesis to applications
Sun et al. Direct chemical-vapor-deposition-fabricated, large-scale graphene glass with high carrier mobility and uniformity for touch panel applications
JP5787113B2 (ja) グラフェンロール及び素子
Yan et al. Rebar graphene
Weatherup et al. Kinetic control of catalytic CVD for high-quality graphene at low temperatures
Hsu et al. Layer-by-layer graphene/TCNQ stacked films as conducting anodes for organic solar cells
Liu et al. Metal-catalyst-free growth of single-walled carbon nanotubes
KR101635835B1 (ko) 그래핀 산화물의 코팅방법
Li et al. Effect of seed layer on structural properties of ZnO nanorod arrays grown by vapor-phase transport
AU2016309946B2 (en) Graphene synthesis
US20160322133A1 (en) Production method for transparent electrically-conductive film using multistage light irradiation
WO2015149116A1 (en) Graphene process and product
KR20160102783A (ko) 유연성 투명 전도성 필름 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연성 투명 전도성 필름
Young et al. Improving field electron emission properties of ZnO nanosheets with Ag nanoparticles adsorbed by photochemical method
Tarish et al. Synchronous formation of ZnO/ZnS core/shell nanotube arrays with removal of template for meliorating photoelectronic performance
Sinha et al. Controlled growth of well-aligned GaS nanohornlike structures and their field emission properties
Park et al. Spontaneous formation of gold nanoparticles on graphene by galvanic reaction through graphene
White et al. Holey graphene metal nanoparticle composites via crystalline polymer templated etching
Kumar et al. Multifunctional Three‐Dimensional T‐Junction Graphene Micro‐Wells: Energy‐Efficient, Plasma‐Enabled Growth and Instant Water‐Based Transfer for Flexible Device Applications
Xiang et al. Spray coating as a simple method to prepare catalyst for growth of diameter-tunable single-walled carbon nanotubes
KR101598776B1 (ko) 금속 나노 구조의 형성 방법 및 전극 구조물의 형성 방법
Hung et al. Ultraclean and facile patterning of CVD graphene by a UV-light-assisted dry transfer method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 4