KR101944948B1

KR101944948B1 - Mano wire Apparatus for manufacturing the nano-wire and method for manufacturing the same

Info

Publication number: KR101944948B1
Application number: KR1020170104894A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 하도경
Original assignee: 울산과학기술원
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-02-01

Abstract

The present invention relates to a nanowire manufacturing apparatus capable of manufacturing two nanowires different from each other in one manufacturing apparatus and a nanowire manufacturing method using the same. According to the present invention, a manufacturing mold comprises a metal oxide nanowire forming unit and a perovskite nanowire forming unit. The metal oxide nanowire forming unit comprises: first and second flow channels spaced from each other at a set distance to supply a first metal solution and a reduction solution supplied from the outside, or a mixed solution of the first metal solution and the reduction solution; and a first forming channel connecting both sides to the first and second flow channels to allow the first and second flow channels to communicate with each other. The perovskite nanowire forming unit comprises: a plurality of third flow channels forming a flow path to supply a second metal solution or mixture supplied from the outside and spaced apart from each other at a set distance; and a second forming channel connecting both sides to each of the third flow channels to allow neighboring third flow channels to communicate with each other.

Description

TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanowire manufacturing apparatus and a method of manufacturing the nanowire using the nanowire manufacturing apparatus.

본 발명은 나노와이어 제조장치 및 이를 이용한 나노와이어의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 사이즈의 미세채널을 이용하는 하나의 제조장치에서 두 개의 서로 다른 나노와이어를 제조할 수 있는 나노 와이어 제조장치 및 이를 이용한 나노와이어 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanowire manufacturing apparatus and a nanowire manufacturing method using the same, and more particularly, to a nanowire manufacturing apparatus capable of manufacturing two different nanowires in one manufacturing apparatus using nanoscale fine channels, And a nanowire manufacturing method using the same.

최근 전자 부품 소자들은 그 크기가 매우 집적화 되어가고 있다. 특히, 반도체 기술의 발달로 인하여 더욱 집적화 되어가고 있다. 전자 부품 소자들의 집적화가 진행됨에 따라 소자들의 선폭은 미세하게 줄어들고 있는 추세이며, 동일한 면적 내에 집적도가 높은 회로를 구성하는 것이 필요하다. 즉, 집적도가 높은 회로를 구현하기 위해서는 나노 크기의 와이어가 필요하다.Recently, the size of electronic component devices has become very integrated. Especially, due to the development of semiconductor technology, it is becoming more integrated. As the integration of electronic component elements progresses, the line width of the elements tends to be finely reduced, and it is necessary to construct a circuit having a high degree of integration within the same area. In other words, a nano-sized wire is required to realize a highly integrated circuit.

나노와이어는 대체로 10nm 미만의 지름을 가지는 것에서부터 수백 nm 지름을 갖는 것까지 다양한 크기를 갖는다. 이러한 나노와이어는 특정 방향에 따른 전자 이동 특성이나 편광 현상을 나타내는 광학 특성을 이용할 수 있는 장점이 있다. Nanowires generally have varying sizes, from those with diameters less than 10 nm to those with diameters of several hundred nanometers. Such nanowires have an advantage of being able to use an optical characteristic that exhibits an electron movement characteristic or a polarization phenomenon according to a specific direction.

그러나 현재 나노 입자(nano partible)에 대한 제조방법과 물성에 대한 연구는 상당히 활성화되어 있는 것에 비해, 나노와이어의 제조방법에 대한 연구는 미비한 실정이다. 기존의 대표적인 나노와이어의 제조방법으로는 촉매를 이용하여 나노와이어 금속을 성장시키는 방법, 템플릿(template)을 이용하여 나노와이어를 형성하는 방법이 있다. 먼저, 템플릿(template)을 이용하여 나노와이어 물질을 형성하는 방법은, 수십 나노의 직경과 수 마이크로 깊이를 가지는 구멍들로 이루어진 알루미나 맴브레인을 아노다이징에 의해 제조한 후, 상기 형성된 구멍들에 나노 와이어 물질을 채우는 방법과, 나노 와이어 물질을 기체 상태로 만들어 상기 구멍에 증착시키는 방법이 있다.However, research on the manufacturing method and physical properties of nanoparticles is very active, and there is no research on the production method of nanowires. As a typical method of manufacturing nanowires, there is a method of growing a nanowire metal using a catalyst, and a method of forming a nanowire using a template. A method of forming a nanowire material using a template is a method in which an alumina membrane composed of holes having a diameter of several tens of nanometers and a few micrometers is manufactured by anodizing, And a method of making the nanowire material into a gaseous state and depositing it in the hole.

그러나 종래의 나노와이어를 제조하는 방법으로는 최대 형성 길이에 한계가 있는 문제점, 고온 열처리 과정이 필수적임에 따라 대량생산에 적합하지 않은 문제점을 갖고 있다. 또한, 금속 촉매의 직역 및 그 분포에 제한되어 나노와이어가 성장되는 바, 정확한 폭(두께) 및 그 분포를 조절하기 어려운 문제점 및 나노와이어 내에 금속촉매에 의한 불순물 오염(contamination)이 생기는 문제점도 내포하고 있다. However, as a conventional method of producing nanowires, there is a problem that the maximum formation length is limited, and a high temperature heat treatment process is necessary, which is not suitable for mass production. In addition, since the nanowires are grown in a limited range of the metal catalyst and its distribution, it is difficult to control the exact width (thickness) and its distribution, and contamination of the nanowire with the metal catalyst occurs. .

그리고 금속 촉매를 이용하는 성장법은 장비가 고가임에 따라 공정비용도 높으며, 성장 시간도 느리기 때문에 양산성도 떨어지는 문제가 있어 나노와이어의 대량생산에 부적합한 한계점이 존재한다. In addition, the growth method using a metal catalyst has a problem that the mass production of the nanowire is inadequate because of the high cost of the apparatus, low manufacturing cost due to the slow growth time, and a limitation in mass production of the nanowire.

즉, 기존에 알려진 대부분의 나노와이어 제조방법들은 물성이 우수한 나노와이어를 저렴한 비용으로 대량생산 하는데 적합하지 않으므로, 새로운 나노와이어 제조방법의 개발이 요구되고 있다. That is, most of the conventional methods for manufacturing nanowires are not suitable for mass production of nanowires having excellent physical properties at low cost, and therefore, there is a need to develop a new nanowire manufacturing method.

대한민국공개특허 제10-2010-0025366호Korean Patent Publication No. 10-2010-0025366

본 발명은 나노 사이즈의 미세채널을 이용하는 하나의 제조장치에서 두 개의 서로 다른 나노와이어를 제조할 수 있는 나노 와이어 제조장치 및 이를 이용한 나노와이어 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a nanowire manufacturing apparatus capable of manufacturing two different nanowires in one manufacturing apparatus using nanoscale fine channels, and a method of manufacturing nanowires using the same.

본 발명은, 외부에서 공급되는 각각의 제1 금속용액과 환원용액 또는 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합된 혼합용액이 공급되도록 설정 거리 이격되어 형성된 제1 유로채널과, 제2 유로채널 및 상기 제1 유로채널과 상기 제2 유로채널이 연통하도록 양 측이 상기 제1 유로채널 및 상기 제2 유로채널과 연결되는 제1 형성채널을 포함하는 금속산화물 나노와이어 형성부; 및 외부에서 공급된 제2 금속용액 또는 금속혼합물이 유동되는 유로를 형성하며, 설정 거리 이격된 복수 개의 제3 유로채널들과, 이웃하는 상기 복수 개의 제3 유로채널들이 연통하도록 양 측이 각각의 제3 유로채널과 연결되는 제2 형성채널을 포함하는 페로브스카이트 나노와이어 형성부를 포함하는 제조몰드를 포함하며, 상기 금속산화물 나노와이어 형성부는 상기 제1 형성채널에서 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액 사이에 발생되는 산화-환원 반응에 의하여 금속산화물 나노와이어가 형성되고, 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부는 상기 제2 형성채널에서 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물을 열처리하면 재결정반응에 의하여 페로브스카이트 나노와이어가 형성되는 나노와이어 제조장치를 제공한다. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first flow channel formed so as to be spaced apart from a first metal solution supplied from the outside and a reducing solution or a mixed solution obtained by mixing the first metal solution and the reducing solution; And a first forming channel having both sides connected to the first flow channel and the second flow channel such that the first flow channel and the second flow channel communicate with each other; And a plurality of third flow path channels spaced apart from each other by a predetermined distance and a second flow path for supplying a second metal solution or metal mixture supplied from the outside, And a second forming channel connected to the third flow channel, wherein the metal oxide nanowire forming portion is formed in the first forming channel with the first metal solution, The metal oxide nanowires are formed by the oxidation-reduction reaction occurring between the reducing solution and the perovskite nanowire forming part is formed by performing heat treatment on the second metal solution or the metal mixture in the second forming channel to perform a recrystallization reaction Thereby forming a perovskite nanowire.

본 발명의 다른 측면에 따르면 본 발명은, a)　외부에서 공급되는 각각의 제1 금속용액과 환원용액 또는 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합된 혼합용액이 공급되도록 설정 거리 이격되어 형성된 제1 유로채널과, 제2 유로채널 및 상기 제1 유로채널과 상기 제2 유로채널이 연통하도록 양 측이 상기 제1 유로채널 및 상기 제2 유로채널과 연결되는 제1 형성채널을 포함하는 금속산화물 나노와이어 형성부; 및 외부에서 공급된 제2 금속용액 또는 금속혼합물이 유동되는 유로를 형성하며, 설정 거리 이격된 복수 개의 제3 유로채널들과, 이웃하는 상기 복수 개의 제3 유로채널들이 연통하도록 양 측이 각각의 제3 유로채널과 연결되는 제2 형성채널을 포함하는 페로브스카이트 나노와이어 형성부를 포함하는 제조몰드를 제작하여 준비하는 단계; ｂ）상기 금속산화물 나노와이어 형성부의 상기 제1 유로채널 및 상기 제2 유로채널 각각에 상기 제1 금속용액 및 상기 환원용액을 각각 공급하거나 상기 제1 금속용액 및 상기 환원용액이 혼합된 혼합용액을 공급하여 금속산화물 나노와이어를 형성하는 단계; 및 c) 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부에 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물을 공급하여 페로브스카이트 나노와이어를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계에서는 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액 사이에 발생하는 산화-환원 반응에 의하여 상기 금속산화물 나노와이어가 형성되고, 상기 c) 단계에서는 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물을 열처리하면 재결정 반응에 의하여 상기 페로브스카이트 나노와이어가 형성되는 나노와이어 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: a) forming a first metal solution supplied from the outside, a reducing solution, or a mixture of the first metal solution and the reducing solution, And a first forming channel in which both sides are connected to the first flow channel and the second flow channel so that the first flow channel and the second flow channel communicate with each other, A nanowire forming portion; And a plurality of third flow path channels spaced apart from each other by a predetermined distance and a second flow path for supplying a second metal solution or metal mixture supplied from the outside, Preparing a manufacturing mold including a perovskite nanowire-forming portion including a second forming channel connected to a third flow channel; b) supplying the first metal solution and the reducing solution to the first flow channel and the second flow channel of the metal oxide nanowire forming part, respectively, or supplying a mixed solution containing the first metal solution and the reducing solution To form a metal oxide nanowire; And c) supplying the second metal solution or the metal mixture to the perovskite nanowire forming portion to form a perovskite nanowire, wherein in the step b) The metal oxide nanowire is formed by an oxidation-reduction reaction occurring between the reducing solution. In the step c), when the second metal solution or the metal mixture is heat-treated, the perovskite nanowire Is formed on the surface of the nanowire.

본 발명에 따른 나노와이어 제조장치 및 이를 이용한 나노와이어의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. The apparatus for manufacturing a nanowire according to the present invention and the method for manufacturing a nanowire using the same have the following effects.

첫째, 하나의 제조장치만으로도 공급되는 금속용액의 종류에 따라 환원반응 또는 재결정반응을 이용하여 각각 다른 종류의 나노와이어를 제조할 수 있다.First, different kinds of nanowires can be manufactured by using a reduction reaction or a recrystallization reaction depending on the type of the metal solution to be supplied with only one manufacturing apparatus.

둘째, 나노와이어의 종류별로 제조장치를 만들 필요가 없으므로 비용을 제조비용을 크게 절감할 수 있다.Second, it is not necessary to make a manufacturing apparatus for each type of nanowire, so the manufacturing cost can be greatly reduced.

셋째, 산화아연 나노와이어와 페로브스카이트 나노와이어를 이용함으로써 자외선과 가시광선에 민감하게 반응하므로 민감도가 높은 광센서를 제작할 수 있다.Third, by using zinc oxide nanowire and perovskite nanowire, a highly sensitive optical sensor can be manufactured because it is sensitive to ultraviolet rays and visible rays.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 제조장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 표시된 "A" 부분이 확대 도시된 부분 확대도이다.
도 3은 도 2에 표시된 "B" 부분이 확대 도시된 부분 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 나노와이어 제조장치를 제조하는 과정이 도시된 것이다.
도 5는 페로브스카이트 나노와이어를 제조하는 과정의 일 실시예가 도시된 것이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 제조과정을 통해 제조된 페로브스카이트 나노와이어의 일부가 확대된 사진이다.
도 8은 도 5의 제조과정을 통해 제조된 페로브스카이트 나노와이어의 빛에 대한 반응을 실험한 결과가 도시된 그래프이다.
도 9는 페로브스카이트 나노와이어를 제조하는 과정의 다른 실시예가 도시된 것이다.
도 10은 도 9의 제조과정을 통해 제조된 페로브스카이트 나노와이어의 일부가 확대된 사진이다.
도 11은 도 9의 제조과정을 통해 제조된 페로브스카이트 나노와이어의 빛에 대한 반응을 실험한 결과가 도시된 그래프이다.
도 12는 산화아연 나노와이어가 제조되는 과정 중 일부가 확대 도시된 것이다.
도 13은 도 1의 제조장치를 이용하여 제조된 나노와이어들로 제조된 광센서가 도시된 사시도이다.
도 14 내지 도 17은 도 13에 따른 광센서를 이용하여 실험한 결과에 대한 그래프들이다.1 is a perspective view illustrating a nanowire manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged view of the portion "A" shown in Fig.
3 is an enlarged view of a part "B" shown in FIG.
FIG. 4 shows a process of manufacturing the nanowire manufacturing apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 5 shows an embodiment of a process for manufacturing a perovskite nanowire.
FIGS. 6 and 7 are enlarged photographs of a part of the perovskite nanowire fabricated through the manufacturing process shown in FIG.
FIG. 8 is a graph showing the results of experiments on the response of the perovskite nanowire manufactured through the manufacturing process of FIG. 5 to light.
FIG. 9 shows another embodiment of the process for manufacturing the perovskite nanowire.
FIG. 10 is an enlarged photograph of a part of the perovskite nanowire manufactured through the manufacturing process of FIG.
FIG. 11 is a graph showing the results of experiments on the response of the perovskite nanowire manufactured through the manufacturing process of FIG. 9 to light.
12 is a partially enlarged view of a process of manufacturing zinc oxide nanowires.
13 is a perspective view showing an optical sensor made of nanowires fabricated using the manufacturing apparatus of FIG.
FIGS. 14 to 17 are graphs showing the results of experiments using the optical sensor of FIG.

도 1 내지 도 12에는 본 발명에 따른 나노와이어 제조장치 및 이를 이용하여 나노와이어를 제조하는 방법이 도시되어 있다. 도 13에는 나노와이어를 이용하여 제조된 광센서가 도시되어 있다.1 to 12 show a nanowire manufacturing apparatus according to the present invention and a method of manufacturing nanowires using the same. 13 shows an optical sensor fabricated using nanowires.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 제조장치를 살펴보면, 상기 나노와이어 제조장치(1000)는 베이스 기판(100) 및 제조몰드(300)를 포함한다. 상기 제조몰드(300)는 폴리메틸실록산(Polydimethylsiloxane(PDMS))으로 제조된다. 상기 베이스 기판(100)은 상기 제조몰드(300)를 지지하며, 상기 베이스 기판(100)은 예시적으로 실리콘 웨이퍼가 적용된다. Referring to FIG. 1, a nanowire manufacturing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a base substrate 100 and a manufacturing mold 300. The manufacturing mold 300 is made of polydimethylsiloxane (PDMS). The base substrate 100 supports the manufacturing mold 300, and the base substrate 100 is exemplarily a silicon wafer.

상기 제조몰드(300)는 서로 다른 종류의 나노와이어가 제조되는 부분으로, 금속산화물 나노와이어 형성부(310)와 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)가 포함된다. The manufacturing mold 300 includes a metal oxide nanowire forming portion 310 and a perovskite nanowire forming portion 330. The metal oxide nanowire forming portion 310 and the perovskite nanowire forming portion 330 may be formed of different types of nanowires.

먼저, 상기 금속산화물 나노와이어 형성부(310)는 제1 금속용액과 환원용액이 혼합된 혼합용액이 공급되며, 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액의 산화-환원 반응에 의해 금속산화물 나노와이어를 형성한다. 한편, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액을 먼저 혼합하여 상기 혼합용액을 공급하는 것을 예로 들어 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합되지 않고 각각 공급될 수 있다. First, the metal oxide nanowire forming unit 310 is supplied with a mixed solution in which a first metal solution and a reducing solution are mixed, and a metal oxide nanowire is formed by oxidation-reduction reaction of the first metal solution and the reducing solution. . Meanwhile, in the present embodiment, the first metal solution and the reducing solution are first mixed to supply the mixed solution as described above, but the present invention is not limited thereto. The first metal solution and the reducing solution may be supplied without being mixed with each other.

상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)는 제2 금속용액 또는 금속혼합물이 공급되며, 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물의 재결정 반응에 의하여 페로브스카이트 나노와이어가 형성된다.The perovskite nanowire forming portion 330 is supplied with a second metal solution or a metal mixture, and the perovskite nanowire is formed by the recrystallization reaction of the second metal solution or the metal mixture.

상기 금속산화물 나노와이어 형성부(310)는 제1 유로채널(311), 제2 유로채널(313) 및 제1 형성채널(315)을 포함한다. The metal oxide nanowire forming portion 310 includes a first flow channel 311, a second flow channel 313, and a first forming channel 315.

상기 제1 유로채널(311)은 상기 제1 금속용액이 유동되거나 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합된 상기 혼합용액이 유동되는 유로를 형성한다. 상기 제1 유로채널(311)의 일측에는 외부에서 상기 제1 금속용액을 공급하거나 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합된 상기 혼합용액을 공급하는 제1 주입공간(312a)이 구비되고, 상기 제1 유로채널(311)의 타측에는 상기 제1 유로채널(311)을 유동한 상기 제1 금속용액 또는 상기 혼합용액이 저장되어 외부로 배출되는 제1 배출공간(312b)이 구비된다. 즉, 상기 제1 주입공간(312a)을 통해 공급된 상기 제1 금속용액 또는 상기 혼합용액이 상기 제1 유로채널(311)을 유동하여 상기 제1 배출공간(312b)에 저장되면 외부로 배출되고, 이러한 루트로 순환되면서 지속적으로 공급된다.The first flow channel 311 forms a flow path through which the first metal solution flows or the mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed. A first injection space 312a for supplying the first metal solution from the outside or supplying the mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed is provided at one side of the first flow channel 311, A first discharge space 312b is formed at the other side of the first flow channel 311 to store the first metal solution or the mixed solution flowing through the first flow channel 311 and to discharge the mixed solution to the outside. That is, when the first metal solution or the mixed solution supplied through the first injection space 312a flows through the first flow channel 311 and is stored in the first discharge space 312b, , Circulated to these routes and continuously supplied.

본 실시예에서는 상기 제1 금속용액이 질산아연 용액이고, 상기 환원용액은 헥사메틸렌테트라민 용액인 것을 예로 들어 설명한다.In this embodiment, the first metal solution is a zinc nitrate solution, and the reducing solution is a hexamethylenetetramine solution.

상기 제2 유로채널(313)은 상기 환원용액이 유동되거나 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 혼합된 상기 혼합용액이 유동되는 유로를 형성한다. 상기 제2 유로채널(313)의 일측에는 외부에서 상기 환원용액 또는 상기 혼합용액을 공급하는 제2 주입공간(314a)이 구비되고, 상기 제2 유로채널(313)의 타측에는 상기 제2 유로채널(313)을 유동한 상기 환원용액 또는 상기 혼합용액이 저장되어 외부로 배출되는 제2 배출공간(314b)이 구비된다. 즉, 상기 제2 주입공간(314a)을 통해 공급된 상기 환원용액 또는 상기 혼합용액이 상기 제2 유로채널(313)을 유동하여 상기 제2 배출공간(314b)에 저장되면 외부로 배출되고, 이러한 루트로 순환되면서 지속적으로 공급된다.The second flow channel 313 forms a flow path through which the reducing solution flows or the mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed. And a second injection space 314a for supplying the reducing solution or the mixed solution from the outside is provided at one side of the second flow channel 313 and the second injection space 314a is provided at the other side of the second flow channel 313, And a second discharge space 314b through which the reducing solution or the mixed solution, which has flowed through the first passage 313, is discharged and discharged to the outside. That is, when the reducing solution or the mixed solution supplied through the second injection space 314a flows through the second flow channel 313 and is stored in the second discharge space 314b, Circulated to the root and continuously supplied.

상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313)의 폭과 깊이는 수 마이크로미터 내지 수십, 수백 마이크로미터 범위 내에서 형성된다.The width and the depth of the first flow channel 311 and the second flow channel 313 may be in the range of several micrometers to several tens of micrometers.

상기 제1 형성채널(315)은 상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313)을 연결한다. 상기 제1 유로채널(311)은 상기 제2 유로채널(313)을 향하는 측면에 제1 노치(311a)가 형성되고, 상기 제2 유로채널(313)은 상기 제1 유채널(311)을 향하는 측면에 제1 돌기(313a)가 형성된다. 상기 제1 형성채널(315)은 상기 제1 노치(311a)로부터 시작되어 상기 제1 돌기(313a)에 의해 종료된다. 이에 대해서는 후술되는 상기 제조장치(1000)의 제조과정을 설명할 때 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The first forming channel 315 connects the first flow channel 311 and the second flow channel 313. The first flow channel 311 is formed with a first notch 311a on a side surface thereof facing the second flow channel 313 and the second flow channel 313 is formed with a And a first projection 313a is formed on the side surface. The first forming channel 315 starts from the first notch 311a and is terminated by the first protrusion 313a. The manufacturing process of the manufacturing apparatus 1000 will be described in more detail.

상기 제1 형성채널(315)의 폭과 높이는 크기는 수 나노마이크로미터 내지 수십, 수백 나노마이크로미터 범위 내에서 형성된다.The width and height of the first forming channel 315 may be in the range of several nanometers to tens or hundreds of nanometers.

상기 제1 형성채널(315)로는 상기 제1 유로채널(311)에서 분기된 상기 제1 금속용액 또는 상기 혼합용액과 상기 제2 유로채널(313)에서 분기된 상기 환원용액또는 상기 혼합용액이 유입된다. 상기 제1 유로채널(311)에 상기 금속용액이 공급되고 상기 제2 유로채널(313)에 상기 환원용액이 공급되면 상기 제1 형성채널(315)로 유입된 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 산화-환원 반응을 하여 상기 제1 형성채널(315)에서 금속산화물 나노와이어가 형성된다. 또는 상기 제1 유로채널(311) 및 상기 제2 유로채널(313)에 공급된 상기 혼합용액이 상기 제1 형성채널(315)에서 산화-환원 반응을 하여 상기 제1 형성채널(315)에서 상기 금속산화물 나노와이어가 형성된다. The first metal channel or the mixed solution branched from the first channel channel 311 and the reducing solution or the mixed solution branched from the second channel channel 313 may flow into the first forming channel 315, do. When the metal solution is supplied to the first flow channel 311 and the reducing solution is supplied to the second flow channel 313, the first metal solution flowing into the first forming channel 315 and the reducing solution The metal oxide nanowire is formed in the first forming channel 315 by performing the oxidation-reduction reaction. Or the mixed solution supplied to the first flow channel 311 and the second flow channel 313 undergoes an oxidation-reduction reaction in the first formation channel 315, Metal oxide nanowires are formed.

상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)는 제3 유로채널(331, 333)들 및 제2 형성채널(335)을 포함한다.The perovskite nanowire forming portion 330 includes third flow channels 331 and 333 and a second forming channel 335.

상기 제3 유로채널(331, 333)들은 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물이 공급되는 유로를 형성한다. 상기 제3 유로채널(331, 333)들은 각각의 일측에 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물이 공급되는 제3 주입공간(332a) 및 제4 주입공간(334a)이 구비되고, 각각의 타측에 상기 제3 유로채널(331, 333)을 유동한 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물이 저장되었다가 배출될 수 있는 제3 배출공간(332b) 및 제4 배출공간(334b)이 구비된다.The third flow channels 331 and 333 form a flow path through which the second metal solution or the metal mixture is supplied. The third flow channels 331 and 333 are provided with a third injection space 332a and a fourth injection space 334a through which the second metal solution or the metal mixture is supplied, A third discharge space 332b and a fourth discharge space 334b through which the second metal solution or the metal mixture flowing through the third flow channel 331 and 333 can be stored and discharged can be provided.

즉, 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물은 상기 제3 주입공간(332a, 334a)을 통해 공급되고, 상기 제3 유로채널(331, 333)들을 유동한 후 상기 제3 배출공간(332b, 334b)에 저장되었다가 배출되는데, 이러한 루트로 순환되면서 지속적으로 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)로 공급된다.That is, the second metal solution or the metal mixture is supplied through the third injection spaces 332a and 334a, flows through the third flow channels 331 and 333, and then flows into the third discharge spaces 332b and 334b And is continuously supplied to the perovskite nanowire forming unit 330 while circulating through the route.

상기 제3 유로채널(331, 333)들의 폭과 깊이는 수 마이크로미터 내지 수십, 수백 마이크로미터 범위 내에서 형성된다.The widths and depths of the third channel channels 331 and 333 are in the range of several micrometers to several tens of micrometers.

상기 제2 형성채널(335)은 서로 이웃하는 상기 제3 유로채널(331, 333)들을 연결하며 형성된다. 어느 하나의 상기 제3 유로채널(331)은 다른 하나의 상기 제3 유로채널(333)을 향하는 측면에 제2 노치(331a)가 형성되고, 다른 하나의 상기 유로채널(333)은 어느 하나의 상기 제3 유로채널(331)을 향하는 측면에 제2 돌기(333a)가 형성된다. 상기 제2 형성채널(335)은 상기 제2 노치(331a)로부터 시작되어 상기 제2 돌기(333a)에 의해 종료된다. 이는 후술에서 상기 제조장치(1000)를 제작하는 과정을 설명할 때 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The second forming channel 335 is formed by connecting neighboring third flow channels 331 and 333. And the other one of the third channel channels 331 is formed with a second notch 331a on the side facing the other third channel channel 333 and the other channel channel 333 is formed with one And a second projection 333a is formed on a side surface facing the third flow channel 331. The second forming channel 335 starts from the second notch 331a and is terminated by the second protrusion 333a. This will be described more specifically when a process of manufacturing the manufacturing apparatus 1000 will be described later.

상기 제2 형성채널(335)의 폭과 깊이는 수 나노미터 내지 수십, 수백 나노미터 범위 내에서 형성된다.The width and the depth of the second forming channel 335 are formed within a range of several nanometers to tens or hundreds of nanometers.

한편, 전술한 바와 같은 상기 제조장치(1000)를 이용하여 상기 나노와이어를 제조하는 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. A process of fabricating the nanowire using the manufacturing apparatus 1000 as described above will be described with reference to FIG.

우선 상기 제조장치(1000)를 제작하여 준비하고, 상기 페로브스카이트 나노와이어를 형성한 후 상기 금속산화물 나노와이어를 형성한다. First, the manufacturing apparatus 1000 is prepared and prepared, and the perovskite nanowire is formed and then the metal oxide nanowire is formed.

상기 제조장치(1000)의 제작과정을 살펴보면, 먼저, 중앙에 상기 금속산화물 나노와이어 형성부(310) 및 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(300)와 대응되는 패턴(10)이 형성된 포토마스크(1)를 준비한다.A manufacturing process of the manufacturing apparatus 1000 will be described with reference to FIG. 1. First, a photomask 210 having a pattern 10 corresponding to the metal oxide nanowire forming portion 310 and the perovskite nanowire forming portion 300 (1).

특히, 상기 패턴(10)에는 상기 제1 노치(311a) 및 상기 제2 노치(331a)에 대응하는 노치패턴(11)과, 제1 돌기(313a) 및 상기 제2 돌기(333a)와 대응되는 돌기패턴(13)도 형성되어 있다.Particularly, in the pattern 10, a notch pattern 11 corresponding to the first notch 311a and the second notch 331a, and a notch pattern 11 corresponding to the first protrusion 313a and the second protrusion 333a A protrusion pattern 13 is also formed.

상기 포토마스크(1)가 준비되면, 상기 포토마스크(1)를 기반으로 포토리소그래피(photo lothography) 공정을 진행한다. 상기 포토리소그래피 공정을 통해 상기 포토마스크(1)의 하부에 위치한 제1 몰드블록(M1)에 상기 패턴(10)과 대응되는 관통부(30)가 형성된다. When the photomask 1 is prepared, a photolithography process is performed based on the photomask 1. Through the photolithography process, a penetration portion 30 corresponding to the pattern 10 is formed in the first mold block M1 located under the photomask 1. [

특히, 상기 관통부(30)에 상기 노치패턴(11)과 대응되는 노치홀(31) 및 상기 돌기패턴(13)과 대응되는 돌기홀(33)이 형성된다. 상기 포토리소그래피 공정을 통해 상기 관통부(30), 상기 노치홀(31) 및 상기 돌기홀(33)이 형성되는 동안 상기 노치홀(311)에서 시작되어 상기 돌기홀(33)에서 종료되는 크랙(35)도 형성된다.Notch holes 31 corresponding to the notch patterns 11 and protrusion holes 33 corresponding to the protrusion patterns 13 are formed in the penetration portion 30. The photolithography process is performed to form cracks starting from the notch hole 311 and ending at the protrusion hole 33 while the penetration portion 30, the notch hole 31 and the protrusion hole 33 are formed 35 are also formed.

상기 포토마스크(10)를 이용하여 상기 제1 몰드블록(M1)에 포토리소그래피 공정하기 전에는 기재(S) 상에 상기 제1 몰드믈록(M1)으로 형성되는 감광물질(미도시)을 도포하고, 상기 감광물질(미도시) 상에 상기 포토마스크(10)를 배치한 상태로 빛을 조사하여 상기 감광물질(미도시)을 경화시킨다. A photosensitive material (not shown) formed of the first mold material M1 is coated on the base material S before the photolithography process is performed on the first mold block M1 using the photomask 10, The photosensitive material (not shown) is cured by irradiating light with the photomask 10 placed on the photosensitive material (not shown).

이때, 상기 감광물질은 빛이 조사되는 부분은 경화되고, 빛이 조사되지 않는 부분은 경화되지 않는 네거티브(netative) 감광물질이며, 예시적으로 SU-8 폴리머이다.In this case, the photosensitive material is a negative photosensitive material which is cured at a portion irradiated with light and not cured at a portion where light is not irradiated, and is illustratively SU-8 polymer.

즉, 상기 포토마스크(10)의 상기 패턴(11)이 형성된 부부에는 빛이 투과하지 않고, 상기 패턴(11)이 형성되지 않은 부분에만 빛이 투과하여 경화된다. 상기 감광물질(미도시)에 빛을 조사한 후에는, 경화되지 않은 부분의 상기 감광물질을 제거하기 위한 현상공정이 이루어진다. 현상액에 상기 감광물질(미도시)을 담그면, 경화되지 않은 상기 감광물질(미도시)은 상기 현상액에 의해 제거된다.That is, light is not transmitted through the portion of the photomask 10 where the pattern 11 is formed, and light is only transmitted through the portion where the pattern 11 is not formed, and is cured. After the photosensitive material (not shown) is irradiated with light, a developing process for removing the photosensitive material in the uncured portion is performed. When the photosensitive material (not shown) is immersed in the developing solution, the photosensitive material (not shown) that has not been cured is removed by the developer.

경화되지 않은 상기 감광물질(미도시)이 상기 현상액에 의해 제거되면서 상기 관통부(30)가 형성되는 것이다. 상기 현상공정이 끝난 후에는 코팅 공정과 노광공정이 진행되는데, 상기 코팅 공정과 상기 노광 공정이 진행되는 동안 상기 제1 형성채널(315) 및 상기 제2 형성채널(335)에 대응되는 크랙(35)이 형성된다.The penetrating portion 30 is formed while the photosensitive material (not shown) which is not cured is removed by the developing solution. After the development process, a coating process and an exposure process are performed. During the coating process and the exposure process, a crack 35 (corresponding to the first forming channel 315 and the second forming channel 335) Is formed.

상기 크랙(35)의 발생은 상기 노치홀(31)로부터 시작되고, 상기 크랙(35)의 종료는 상기 돌기홀(33)에 의해 종료된다. 한편, 상기 크랙(35)의 발생, 전파 및 종료는 다양한 방법에 의해 이루어지는데 이는 본 발명의 출원인이 기 출원한 등록특허 제10-13890700호(미세채널 제조방법)를 통해 공지된 기술을 이용할 수 있다. The generation of the crack 35 starts from the notch hole 31 and the end of the crack 35 is terminated by the projection hole 33. Meanwhile, the generation, propagation and termination of the crack 35 are performed by various methods, which can be performed by using a known technique through the registered patent No. 10-13890700 (microchannel manufacturing method) filed by the applicant of the present invention have.

전술한 바와 같이 상기 관통부(30) 및 상기 크랙(35)이 형성된 상기 제1 몰드블록(M1)이 제조되면, 상기 제1 몰드블록(M1)을 이용하여 음각형태의 프리 몰드(M2)를 제조한다.When the first mold block M1 having the penetration portion 30 and the crack 35 is manufactured as described above, the preform M2 of an obtuse-angled shape is formed by using the first mold block M1 .

상기 프리 몰드(M2)를 제조하기 위해서는 상기 제1 몰드블록(M1)에 에폭시(epoxy)를 도포한다. 상기 에폭시를 상기 제1 몰드블록(M1)에 도포하면, 상기 제1 몰드블록(M1)에 형성된 상기 관통부(30) 및 상기 크랙(35)도 상기 에폭시로 채워진다.In order to manufacture the pre-mold M2, epoxy is applied to the first mold block M1. When the epoxy is applied to the first mold block M1, the penetration portion 30 and the crack 35 formed in the first mold block M1 are also filled with the epoxy.

상기 에폭시는 빛에 의해 경화되는 수지이므로, 상기 에폭시가 도포된 상기 제1 몰드블록(M1)에 빛을 조사하여 상기 에폭시를 경화시킨다. 상기 에폭시를 도포할 때에는 상기 제1 몰드블록(M1)의 상면 및 측면들에도 설정 두께만큼 고루 도포한다. Since the epoxy is a resin cured by light, the first mold block M1 coated with the epoxy is irradiated with light to cure the epoxy. When the epoxy is applied, the upper surface and side surfaces of the first mold block M1 are evenly coated with a predetermined thickness.

따라서 상기 에폭시가 경화된 후, 상기 제1 몰드블록(M1)을 제거하면 상기 제1 몰드블록(M1)의 형상을 갖는 거푸집 형태의 상기 프리 몰드(M2)가 형성된다. 그리고 상기 프리 몰드(M2)의 내부 공간에는 상기 관통부(30)와 대응되는 채널돌기(50) 및 상기 크랙(35)과 대응되는 균열돌기(55)가 형성된다.Therefore, after the epoxy is cured, if the first mold block M1 is removed, the preform M2 having a shape of the first mold block M1 is formed. The channel protrusions 50 corresponding to the through holes 30 and the crack protrusions 55 corresponding to the cracks 35 are formed in the inner space of the preform M2.

이와 같이 상기 프리 몰드(M2)가 형성된 후에는, 상기 프리 몰드(M2)에 수지를 공급하고 상기 수지를 경화하여 상기 제조몰드(300)를 형성한다. 이때, 상기 체널돌기(50)에 의하여 상기 금속산화물 나노와이어 형성부(310) 및 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)가 형성된다. 특히, 상기 균열돌기(55)에 의하여 상기 제1 형성채널(315)과 상기 제2 형성채널(335)이 형성된다.After the pre-mold M2 is formed, the pre-mold M2 is supplied with resin and the resin is cured to form the production mold 300. [ At this time, the metal oxide nanowire forming portion 310 and the perovskite nanowire forming portion 330 are formed by the channel protrusion 50. Particularly, the first forming channel 315 and the second forming channel 335 are formed by the cracking protrusion 55.

상기 제조장치(1000)를 제작하여 준비가 되면, 상기 금속산화물 나노와이어와 상기 페로브스카이트 나노와이어를 형성하는데 보다 구체적으로는 상기 금속산화물 나노와이어를 먼저 형성한 후 상기 페로브스카이트 나노와이어를 형성한다. 본 실시예에서 상기 금속산화물 나노와이어는 산화아연 나노와이어이고, 상기 페로브스카이트 나노와이어는 페로브스카이트 나노와이어이다. The metal oxide nanowire and the perovskite nanowire are formed when the manufacturing apparatus 1000 is prepared. More specifically, the metal oxide nanowire is formed first, and then the perovskite nanowire . In this embodiment, the metal oxide nanowire is a zinc oxide nanowire, and the perovskite nanowire is a perovskite nanowire.

상기 산화아연 나노와이어는 습도가 높은 환경에서 형성되어야 하지만 상기 페로브스카이트 나노와이어는 습도가 낮은 환경에서 형성되어야 한다. 만약 상기 페로브스카이트 나노와이어를 먼저 형성한 후 상기 산화아연 나노와이어를 형성하면 상기 산화아연 나노와이어를 형성하는 과정에서 먼저 제작된 상기 페로브스카이트 나노와이어가 손상될 수 있으므로 상기 산화아연 나노와이어를 먼저 형성한 후 상기 페로브스카이트 나노와이어를 형성해야 한다.The zinc oxide nanowire should be formed in a high humidity environment, but the perovskite nanowire should be formed in a low humidity environment. If the perovskite nanowire is formed first and then the zinc oxide nanowire is formed, the perovskite nanowire fabricated in the process of forming the zinc oxide nanowire may be damaged, The wire must first be formed and then the perovskite nanowire formed.

상기 금속산화물 나노와이어의 제조는 먼저 질산아연 용액과 헥사메틸렌테트라민 용액을 1:1의 비율로 섞은 혼합용액을 상기 제1 유로채널(311) 및 상기 제2 유로채널(313)에 공급한다. 상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313)로 유동하는 상기 혼합용액은 상기 제1 형성채널(315)로 유입된다. 상기 혼합용액이 상기 제1 형성채널(315)을 채우면 상기 금속산화물 나노와이어 형성부(310)를 핫 플레이트(미도시) 위에서 설정시간동안 열처리한다. 이때 상기 핫 플레이트(미도시) 위에서 열처리하는 상기 설정시간은 약 2시간이다. 이러한 열처리 과정에서 상기 질산아연 용액과 상기 헥사메틸렌테트라민은 산화-환원 반응을 하고 이로 인해 상기 제1 형성채널(315)에서 상기 산화아연 나노와이어가 형성된다. The metal oxide nanowires are prepared by first supplying a mixed solution of a zinc nitrate solution and a hexamethylenetetramine solution at a ratio of 1: 1 to the first flow channel 311 and the second flow channel 313. The mixed solution flowing into the first flow channel (311) and the second flow channel (313) flows into the first forming channel (315). When the mixed solution fills the first forming channel 315, the metal oxide nanowire forming portion 310 is heat-treated for a set time on a hot plate (not shown). At this time, the set time for heat treatment on the hot plate (not shown) is about 2 hours. During the heat treatment, the zinc nitrate solution and the hexamethylenetetramine undergo oxidation-reduction reaction, thereby forming the zinc oxide nanowires in the first formation channel 315.

특히, 상기 산화아연 나노와이어가 형성되는 동안에는 상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313)을 차폐하여 상기 혼합용액의 솔벤트가 천천히 휘발되도록 고습도의 환경을 유지시키고, 오염을 방지한다.In particular, during the formation of the zinc oxide nanowire, the first channel channel 311 and the second channel channel 313 are shielded to maintain a high-humidity environment so that the solvent of the mixed solution is slowly volatilized, do.

한편, 본 실시예에서는 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액을 먼저 혼합한 혼합용액을 형성한 후, 상기 혼합용액을 상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313)에 각각 공급한 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로, 상기 제1 유로채널(311)과 상기 제2 유로채널(313) 중 어느 하나의 채널에 상기 제1 금속용액을 공급하고, 다른 하나의 채널에 상기 환원용액을 공급하고, 상기 제1 금속용액과 상기 환원용액이 상기 제1 형성채널(315)에서 혼합되어도 무방하다.Meanwhile, in this embodiment, a mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed first is formed, and then the mixed solution is supplied to the first flow channel 311 and the second flow channel 313 As an example. However, since the present invention is not limited to this, the first metal solution may be supplied to any one of the first flow channel 311 and the second flow channel 313, and the reducing solution may be supplied to the other channel And the first metal solution and the reducing solution may be mixed in the first forming channel 315.

상기 금속산화물 나노와이어가 제조된 후에는 상기 페로브스카이트 나노와이어가 제조된다, 상기 페로브스카이트 나노와이어의 제조는 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)에 상기 제2 금속용액 또는 상기 금속혼합물을 공급하고 열처리하여 발생하는 재결정 반응에 의해 이루어진다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The perovskite nanowire may be prepared by forming the perovskite nanowire in the perovskite nanowire forming portion 330 by using the second metal solution or the perovskite nanowire And a recrystallization reaction is performed by supplying the metal mixture and heat-treating the metal mixture. This will be described in more detail as follows.

상기 페로브스카이트 나노와이어 제조과정의 구체적인 설명에 앞서, 상기 제2 금속용액은 할로겐화 납 용액일 수 있다. 또는 상기 금속혼합물은 상기 할로겐화 납 용액과 할로겐화 유기 아민을 혼합하여 형성한다. 여기서 상기 할로겐화 납 용액은 아이오딘화납 용액일 수 있으며, 상기 헬로겐화 유기 아민은 요오드화 메틸아민일 수 있다.Prior to the specific description of the perovskite nanowire manufacturing process, the second metal solution may be a lead halide solution. Or the metal mixture is formed by mixing the lead halide solution with a halogenated organic amine. The lead halide solution may be an iodine tin solution, and the helogenized organic amine may be methyl iodide.

도 5에는 상기 제2 금속용액을 공급하여 나노와이어를 제조하는 과정이 도시된 것이다. 즉, 상기 제2 금속용액을 공급하고, 상기 제2 금속용액이 상기 제2 형성채널(335)로 유입되면 설정 온도로 가열하여 1차 열처리를 하며, 상기 1차 열처리 후 설정 물질 가스를 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)로 공급하면서 설정 온도로 2차 열처리한다.FIG. 5 shows a process of manufacturing the nanowire by supplying the second metal solution. That is, when the second metal solution is introduced into the second forming channel 335, the second metal solution is heated to a set temperature to perform a primary heat treatment, and after the primary heat treatment, And is supplied to the robust nanowire forming unit 330 to perform a secondary heat treatment at a set temperature.

도 5를 참조하여 보면, 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)로 상기 제2 금속용액이 공급되면 상기 제2 금속용액이 상기 제3 유로채널(331, 333)들을 유동하고 이 중 일부가 분기되어 상기 제2 형성채널(335)로 유입된다. 이때 상기 제2 금속용액을 1차 열처리하면 상기 제2 형성채널(335)에는 상기 제2 금속용액이 결정화되면서 템플릿이 형성된다. 즉, 아이오딘화납 나노와이어가 형성되는 것이다. 상기 1차 열처리는 예시적으로 50℃에서 30분 동안 가열하고, 다시 100℃에서 10분 동안 가열하는 과정으로 이루어진다.Referring to FIG. 5, when the second metal solution is supplied to the perovskite nanowire forming portion 330, the second metal solution flows through the third channel channels 331 and 333, And is introduced into the second formation channel 335. [ When the second metal solution is subjected to the first heat treatment, the second metal solution is crystallized in the second forming channel 335 to form a template. That is, the iodine nanowire is formed. The primary heat treatment is exemplified by heating at 50 DEG C for 30 minutes and then heating at 100 DEG C for 10 minutes.

상기 1차 열처리로 인해 상기 템플릿이 형성되면, 상기 제조몰드(300)를 제거하고 상기 템플릿을 설정 물질 가스를 공급하면서 2차 열처리한다. 여기서 설정 물질 가스는 질소가스이며, 2차 열처리 과정에서는 메틸아민 파우더와 함께 상기 질소가스를 공급하며 2차 열처리를 한다. 상기 2차 열처리 과정에서 상기 메틸아민의 입자가 상기 아이오딘화납이 반응하여 상기 템플릿에서 결정화되면서 상기 제2 형성채널(335)에 페로브스카이트 나노와이어가 형성되며, 본 실시예에서는 상기 페로브스카이트 나노와이어가 페로브스카이트 나노와이어로 형성된다. When the template is formed due to the primary heat treatment, the manufacturing mold 300 is removed and the template is subjected to a secondary heat treatment while supplying the set material gas. Here, the set material gas is nitrogen gas. In the second heat treatment process, the nitrogen gas is supplied together with the methylamine powder, and the second heat treatment is performed. In the second heat treatment process, the methylamine particles react with the iodine and crystallize in the template to form perovskite nanowires in the second formation channel 335. In the present embodiment, The skate nanowire is formed of a perovskite nanowire.

도 6은 상기 요오드화납 용액을 1차 열처리하여 상기 제2 형성채널(335)에 형성된 상기 템플릿의 일부를 확대한 사진이며, 도 7은 상기 2차 열처리까지 이루어진 후 상기 요오드화납 나노와이어에 상기 메틸아민 입자가 재결정화되어 형성된 상기 페로브스카이트 나노와이어의 일부를 확대한 사진이다.FIG. 6 is an enlarged photograph of a part of the template formed on the second forming channel 335 by performing the first heat treatment on the lead iodide solution. FIG. 7 is a photograph showing the photomicrograph of the methyl iodide nanowire And enlarged a part of the perovskite nanowire formed by recrystallization of amine particles.

도 6 및 도 7을 참조하는 바와 같이, 도 5에 도시된 제조과정을 통해 제조된 상기 페로브스카이트 나노와이어는 알맹이가 풍부한 구조를 갖게 된다. 도 8은 상기 요오드화납 나노와이어와 상기 페로브스카이트 나노와이어의 XRD(X-ray diffraction) 패턴이 도시된 것이다. As shown in FIGS. 6 and 7, the perovskite nanowire manufactured through the manufacturing process shown in FIG. 5 has a structure rich in grain. FIG. 8 shows an X-ray diffraction (XRD) pattern of the lead iodide nanowire and the perovskite nanowire.

도 8에서 x축의 값은 빛을 비추는 각도이다. 도 8을 참조하여서는 나노와이어를 형성하는 물질마다 특정 각도에서 나타나는 신호가 다르다는 것을 확인할 수 있다. 그리고 빛을 비추는 각도에 따라 나노와이어를 통과하는 빛의 강도를 통해서 템플리(요오드화납 나노와이어)에서 페로브스카이트 나노와이어로 변환 형성된 것을 확인할 수 있다.In FIG. 8, the value of the x-axis is an angle for illuminating the light. Referring to FIG. 8, it can be seen that the signals appearing at specific angles are different for each material forming the nanowire. It can be seen that the intensity of the light passing through the nanowire is converted from the template (iodine lead nano wire) to the perovskite nanowire according to the angle at which light is emitted.

한편, 도 9에는 상기 금속혼합물을 공급하여 상기 페로브스카이트 나노와이어를 제조하는 과정이 도시된 것이다. 즉, 상기 금속혼합물을 공급하고, 상기 금속혼합물이 상기 제2 형성채널(335)로 유입되면 설정 물질가스를 공급하여 설정 온도로 열처리 한다.FIG. 9 shows a process of manufacturing the perovskite nanowire by supplying the metal mixture. That is, when the metal mixture is supplied to the second forming channel 335, the set material gas is supplied and the metal material is heat-treated at a set temperature.

여기서 상기 금속혼합물은 상기 할로겐화 납 용액과 할로겐화 유기 아민을 혼합하여 형성한다. 이때의 농도비는 1:1 이다.Wherein the metal mixture is formed by mixing the halogenated lead solution with a halogenated organic amine. The concentration ratio is 1: 1.

도 9를 참조하여 보면, 상기 금속혼합물을 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)로 공급하고, 상기 금속혼합물이 상기 제2 형성채널(335)로 유입되면 열처리 한다. 상기 열처리 시에는 상기 페로브스카이트 나노와이어 형성부(330)에 상기 설정 물질 가스를 공급하여 가열한다. 본 실시예에서 공급되는 상기 설정 물질 가스도 질소 가스이다.Referring to FIG. 9, the metal mixture is supplied to the perovskite nanowire forming portion 330, and the metal mixture is introduced into the second forming channel 335. During the heat treatment, the set material gas is supplied to the perovskite nanowire forming unit 330 and heated. The set material gas supplied in this embodiment is also nitrogen gas.

본 실시예에서 상기 열처리는 예시적으로 75℃의 온도로 2시간 동안 상기 제조장치(100)를 가열하고, 상기 제조장치(100)에서 상기 제조몰드(300)를 제거 후 다시 상기 설정 물질 가스를 공급하면서 가열하는 과정으로 이루어진다. 이때에는 100℃의 온도로 1시간 동안 가열한다. 이러한 과정을 거치는 동안 상기 금속혼합물의 수분이 증발하면서 결정화되어 상기 페로브스카이트 나노와이어가 형성된다. In the present embodiment, the heat treatment is performed by, for example, heating the manufacturing apparatus 100 at a temperature of 75 ° C for 2 hours, removing the manufacturing mold 300 from the manufacturing apparatus 100, And heating it while supplying it. At this time, it is heated at a temperature of 100 ° C for 1 hour. During this process, moisture of the metal mixture evaporates and crystallizes to form the perovskite nanowire.

본 실시예와 같은 방법으로 제조된 상기 페로브스카이트 나노와이어는 도 10을 참조하는 바와 같이 표면이 매끄럽게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 5의 제조과정에 비해 입자가 작아 표면이 매끄러운 페로브스카이트 나노와이어가 제작되는 것이다. 따라서 제조하고자 하는 상기 페로브스카이트 나노와이어의 결정도에 따라 도 5에 도시된 실시예의 제조과정 또는 도 9에 도시된 실시예의 제조과정을 선택할 수 있다.The perovskite nanowire manufactured by the same method as the present embodiment can be confirmed to have a smooth surface as shown in FIG. That is, the perovskite nanowire having a smaller particle size than that of the manufacturing process of FIG. 5 and having a smooth surface is manufactured. Therefore, the manufacturing process of the embodiment shown in FIG. 5 or the manufacturing process of the embodiment shown in FIG. 9 can be selected according to the crystallinity of the perovskite nanowire to be manufactured.

도 11에 도시된 그래프도 XRD(X-ray diffraction) 패턴이 도시된 그래프이다. 도 11의 그래프는 전술한 바와 같은 과정을 통해 형성된 상기 페로브스카이트 나노와이어를 처음 만들었을 때와 만든 후 100일 지났을 때를 측정한 것이다. 도 11을 통해서는 초기의 상기 페로브스카이트 나노와이어와 100일 지난 후의 상기 페로브스카이트 나노와이어에 각각 동일한 각도로 빛을 조사하였을 때, 유사한 패턴의 그래프를 추출함으로써 시간이 지나도 페로브스카이트 나노와이어의 상태가 변화되지 않았음을 확인할 수 있다.The graph shown in FIG. 11 is also a graph showing an X-ray diffraction (XRD) pattern. The graph of FIG. 11 is obtained when the perovskite nanowire formed through the above-described process was first made and 100 days after the perovskite nanowire was formed. 11, when the initial perovskite nanowire and the perovskite nanowire after 100 days are irradiated with light at the same angle, by extracting a graph of a similar pattern, it is possible to obtain a perovskite nanowire It can be confirmed that the state of the nanowire is not changed.

한편, 전술한 바와 같은 제조장치(1000) 및 제조방법에 의해서 제작된 상기 금속산화물 나노와이어와 상기 페로브스카이트 나노와이어를 이용하여 광센서를 제작할 수 있다. 도 13에는 상기 금속산화물 나노와이어와 상기 페로브스카이트 나노와이어를 이용하여 제작된 광센서(2000)가 도시되어 있다.Meanwhile, the optical sensor can be manufactured using the manufacturing apparatus 1000 as described above and the metal oxide nanowire manufactured by the manufacturing method and the perovskite nanowire. 13 shows an optical sensor 2000 manufactured using the metal oxide nanowire and the perovskite nanowire.

상기 광센서(2000)는 제1 검출부(2100) 및 제2 검출부(2300)를 포함하며, 상기 제1 검출부(2100)는 상기 금속산화물 나노와이어(2110)와, 상기 금속산화물 나노와이어(2110)의 양 측에 전기적으로 연결된 제1 전극들(2130, 2150)을 포함한다.The optical sensor 2000 includes a first detection unit 2100 and a second detection unit 2300. The first detection unit 2100 includes the metal oxide nanowires 2110 and the metal oxide nanowires 2110, And first electrodes 2130 and 2150 electrically connected to both sides of the first electrodes 2130 and 2150.

상기 제2 검출부(2300)는 상기 페로브스카이트 나노와이어(2310)와, 상기 페로브스카이트 나노와이어(2310)의 양측에 전기적으로 연결된 제2 전극들(2330, 2350)을 포함한다.The second detection unit 2300 includes the perovskite nanowire 2310 and second electrodes 2330 and 2350 electrically connected to both sides of the perovskite nanowire 2310.

한편, 상기 제1 전극들(2130, 2150) 및 상기 제2 전극들(2330, 2350)은 예시적으로 금으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the first electrodes 2130 and 2150 and the second electrodes 2330 and 2350 may be formed of gold, for example.

도면에는 생략되었으나, 상기 제1 검출부(2100) 및 상기 제2 검출부(2300)는 기판(미도시) 상에 구비된다. 상기 광센서(2000)에 빛을 조사하고 상기 제1 검출부(2100)의 상기 제1 전극(2130, 2150)들과, 상기 제2 검출부(2300)의 상기 제2 전극(2330, 2350)들에 전류-전압 측정기(미도시)를 연결하여 상기 제1 검출부(2100)와 상기 제2 검출부(2300)에서의 전류-전압 변화를 측정한다.Although not shown in the figure, the first detection unit 2100 and the second detection unit 2300 are provided on a substrate (not shown). The first electrode 2130 and the second electrode 2150 of the first detection unit 2100 and the second electrodes 2330 and 2350 of the second detection unit 2300 are irradiated with light to the optical sensor 2000, And a current-voltage meter (not shown) is connected to measure a current-voltage change in the first detection unit 2100 and the second detection unit 2300.

이때 측정되는 측정값에 따라 상기 광센서(2000)로 조사되는 빛을 검출해 낼 수 있다. At this time, the light irradiated to the optical sensor 2000 can be detected according to the measured value.

특히, 본 실시예에서 상기 금속산화물 나노와이어(2100)는 산화아연 나노와이어이며, 상기 페로브스카이트 나노와이어(2300)는 페로브스카이트 나노와이어인데, 도 14 내지 도 17에는 본 실시예에 따른 상기 광센서(2000)를 이용한 실험 결과의 그래프가 도시되어 있다. Particularly, in this embodiment, the metal oxide nanowire 2100 is a zinc oxide nanowire, and the perovskite nanowire 2300 is a perovskite nanowire. In FIGS. 14 to 17, A graph of experimental results using the optical sensor 2000 is shown.

도 14는 자외선 영역대에서 상기 산화아연 나노와이어의 전류-전압의 관계, 도 15는 자외선 영역대에서 상기 산화아연 나노와이어의 전류-시간의 관계가 도시된 것이다. Fig. 14 shows the relationship between the current-voltage of the zinc oxide nanowire in the ultraviolet region region and Fig. 15 shows the relationship between the current-time of the zinc oxide nanowire in the ultraviolet region region.

먼저 도 14를 참조하면, 상기 산화아연 나노와이어는 기본적으로 전압이 0인 때를 기준으로 전압이 양(+)전압으로 전압이 증가하거나 음(-)전압으로 전압이 감소할 때 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그리고 이러한 변화는 빛의 세기가 증가할수록 커지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 빛의 세기가 증가할수록 상기 산화아연 나노와이어의 센싱 능력이 커지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, the zinc oxide nanowire basically has an increase in voltage when the voltage increases to a positive (+) voltage or decreases when a voltage decreases to a negative (-) voltage based on a voltage of zero . It can be seen that these changes increase as the intensity of light increases. That is, as the intensity of light increases, the sensing ability of the zinc oxide nanowire increases.

한편, 도 15는 일정 전압을 가해준 상태에서 자외선 영역대의 빛을 조사하거나 조사하지 않음으로써 나타나는 전류와 시간의 관계에 대한 그래프이다. 도 15를 참조하면 약 5초(s) 정도의 시간 텀(term)을 두고 신호가 나타나는 것을 확인할 수 있는데 이를 통해 상기 산화아연 나노와이어가 자외선 영역대에서 비교적 빠르게 반응하는 것을 알 수 있다.On the other hand, FIG. 15 is a graph showing the relationship between the current and the time, which is obtained by irradiating or not irradiating light in the ultraviolet region band in a state where a constant voltage is applied. Referring to FIG. 15, it can be seen that a signal appears with a time period of about 5 seconds (s), indicating that the zinc oxide nanowire reacts relatively fast in the ultraviolet region region.

도 16은 가시광선 영역대에서 상기 페로브스카이트 나노와이어의 전류-전압의 관계, 도 17은 가시광선 영역대에서 상기 페로브스카이트 나노와이어의 전류-시간의 관계가 도시된 것이다. Fig. 16 shows the relationship between the current-voltage of the perovskite nanowire in the visible light region region and Fig. 17 shows the relationship between the current-time of the perovskite nanowire in the visible light region region.

먼저 도 16을 참조하면, 상기 페로브스카이트 나노와이어는 기본적으로 전압이 0인 때를 기준으로 전압이 양(+)전압으로 전압이 증가하거나 음(-)전압으로 전압이 감소할 때 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그리고 이러한 변화는 빛의 세기가 증가할수록 커지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 빛의 세기가 증가할수록 상기 산화아연 나노와이어의 센싱 능력이 커지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 16, the perovskite nanowire basically has a structure in which when a voltage is increased to a positive voltage or a voltage is decreased to a negative voltage when the voltage is 0, , Respectively. It can be seen that these changes increase as the intensity of light increases. That is, as the intensity of light increases, the sensing ability of the zinc oxide nanowire increases.

한편, 도 17은 일정 전압을 가해준 상태에서 가시광선 영역대의 빛을 조사하거나 조사하지 않음으로써 나타나는 전류와 시간의 관계에 대한 그래프이다. 도 17을 참조하면 약 4 밀리초(ms) 정도의 시간 텀(term)을 두고 신호가 나타나는 것을 확인할 수 있는데 이를 통해 상기 페로브스카이트 나노와이어가 가시광선 영역대에서 비교적 빠르게 반응하는 것을 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 17 is a graph showing the relationship between the current and time, which is obtained by irradiating or not irradiating light in a visible ray region band under a state where a constant voltage is applied. Referring to FIG. 17, it can be seen that a signal appears with a time period of about 4 milliseconds (ms), which indicates that the perovskite nanowire reacts relatively quickly in the visible light region have.

이렇듯, 상기 금속산화물 나노와이어(2100)인 상기 산화아연 나노와이어는 자외선에 대한 반응의 민감도가 높고, 상기 페로브스카이트 나노와이어(2300)인 상기 페로브스카이트 나노와이어는 가시광선에 대한 반응의 민감도가 높다. 따라서 이들을 이용하여 민감도가 높으면서, 자외선과 가시광선을 각각 검출할 수 있는 상기 광센서(2000)를 제조할 수 있는 것이다.As described above, the zinc oxide nanowire as the metal oxide nanowire 2100 has a high sensitivity to ultraviolet light, and the perovskite nanowire as the perovskite nanowire 2300 has a high sensitivity to visible light The sensitivity is high. Accordingly, the optical sensor 2000 having high sensitivity and capable of detecting ultraviolet rays and visible rays, respectively, can be manufactured using them.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1000: 나노와이어 제조장치 100: 베이스 기판
300: 제조몰드 310: 금속산화물 나노와이어 형성부
311: 제1 유로채널 313: 제2 유로채널
315: 제1 형성채널 330: 페로브스카이트 나노와이어 형성부
331, 333: 제3 유로채널 335: 제2 형성채널1000: nanowire manufacturing apparatus 100: base substrate
300: Manufacturing mold 310: Metal oxide nanowire forming part
311: first flow channel 313: second flow channel
315: first forming channel 330: perovskite nanowire forming part
331, 333: a third flow channel 335: a second forming channel

Claims

A first flow channel formed so as to be spaced apart from the first metal solution supplied from the outside and a reducing solution or a mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed, A metal oxide nanowire forming part including a first forming channel in which both sides are connected to the first flow channel and the second flow channel so that the flow channel and the second flow channel communicate with each other; And
A plurality of third flow path channels spaced apart from each other by a predetermined distance and a flow path through which a second metal solution or metal mixture supplied from the outside flows, And a second forming channel connected to the three-channel channel,
Wherein the metal oxide nanowire forming part forms a metal oxide nanowire by an oxidation-reduction reaction occurring between the first metal solution and the reducing solution in the first forming channel,
Wherein the perovskite nanowire forming unit forms a perovskite nanowire by a recrystallization reaction when the second metal solution or the metal mixture is heat-treated in the second forming channel.

The method according to claim 1,
Wherein the manufacturing mold is provided on a base substrate.

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of first forming channels are spaced apart from each other by a predetermined distance along a longitudinal direction of the first flow channel and the second flow channel.

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of second forming channels are spaced apart from each other by a predetermined distance along a longitudinal direction of the third flow channel.

The method according to claim 1,
Wherein the first metal solution comprises a zinc nitrate solution.

The method according to claim 1,
Wherein the second metal solution comprises a lead halide solution.

The method according to claim 1,
Wherein the metal mixture is formed by mixing a lead halide solution and a halogenated organic amine.

The method according to claim 6 or 7,
Wherein the lead halide solution comprises an iodine precursor solution.

The method of claim 7,
Wherein the halogenated organic amine comprises methyl iodide.

a) a first flow channel formed so as to be spaced apart from the first metal solution supplied from the outside and a reducing solution or a mixed solution in which the first metal solution and the reducing solution are mixed, A metal oxide nanowire forming part including a first forming channel in which both sides are connected to the first flow channel and the second flow channel so that the first flow channel and the second flow channel communicate with each other; And
A plurality of third flow path channels spaced apart from each other by a predetermined distance and a flow path through which a second metal solution or metal mixture supplied from the outside flows, Preparing and preparing a manufacturing mold including a perovskite nanowire-forming portion including a second forming channel connected to the three-channel channel;
b) supplying the first metal solution and the reducing solution to the first flow channel and the second flow channel of the metal oxide nanowire forming part, respectively, or supplying a mixed solution containing the first metal solution and the reducing solution To form a metal oxide nanowire; And
c) supplying the second metal solution or the metal mixture to the perovskite nanowire forming portion to form a perovskite nanowire,
In the step b), the metal oxide nanowire is formed by an oxidation-reduction reaction occurring between the first metal solution and the reducing solution,
Wherein the perovskite nanowire is formed by a recrystallization reaction when the second metal solution or the metal mixture is heat-treated in step (c).

The method of claim 10,
The step b)
Mixing the first metal solution and the reducing solution to form a mixed solution;
Supplying the mixed solution to each of the first flow channel and the second flow channel; And
And introducing the mixed solution branched in the first flow channel and the second flow channel into the first forming channel.

The method of claim 10,
The step b)
Supplying the first metal solution to the first flow channel;
Supplying the reducing solution to the second flow channel; And
And mixing the first metal solution branched from the first flow channel and the reducing solution branched from the second flow channel into the first forming channel.

The method of claim 10,
The step c)
Supplying the second metal solution to the third flow channel;
A first heat treatment step of heating the second metal solution to a set temperature when the second metal solution flows into the second formation channel; And
And performing a second heat treatment at a set temperature in the set gas container after the first heat treatment.

The method of claim 10,
The step c)
Supplying the metal mixture to the third flow channel; And
And heat treating the metal mixture to a set temperature in a predetermined gas container when the metal mixture flows into the second forming channel.

The method according to claim 13 or 14,
In the secondary heat treatment step or the heat treatment step,
A method of manufacturing a nanowire that supplies a set material gas.

The method of claim 10,
Wherein the first metal solution comprises a zinc nitrate solution.

The method of claim 10,
Wherein the second metal solution comprises a lead halide solution.

The method of claim 10,
Wherein the metal mixture is formed by mixing a lead halide solution and a halogenated organic amine.

The method according to claim 17 or 18,
Wherein the lead halide solution comprises an iodine precursor solution.

19. The method of claim 18,
Wherein the halogenated organic amine comprises methylamine iodide.

The method of claim 10,
Wherein the step a) is performed on a base substrate,
Wherein the base substrate comprises a silicon wafer.

The method of claim 10,
In the step a)
Wherein the metal oxide nanowire forming portion and the perovskite nanowire forming portion are formed through a photolithography process.

23. The method of claim 22,
In the step a)
During the photolithography process, cracks are generated, propagated, and terminated between the first flow channel and the second flow channel, and between the adjacent third flow channel, so that the first forming channel and the second forming channel &Lt; / RTI >