KR102223738B1 - 일차원 나노 사슬 구조체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

하기 화학식 1 로서 표시되는 전구체 및 황을 반응시켜 하기 화학식 2 로서 표시되는 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계; 및 상기 일차원 단결정 벌크 물질로부터 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계를 포함하는, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법에 관한 것이다:
[화학식 1]
MX2;
[화학식 2]
M6S9 - aXa ;
(상기 화학식 1 또는 2 에서, M 은 Mo, Cr, W 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 전이금속을 포함하고, X 는 I, F, Cl, Br 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 할로겐을 포함하고, a 는 4 내지 8 의 정수인 것임).

Description

일차원 나노 사슬 구조체 및 이의 제조 방법{ONE-DIMENSIONAL NANO-CHAIN STRUCTURE AND PREPARING METHOD THEREOF}
본원은 일차원 나노 사슬 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자 장치 분야에서 소자가 소형화되고 고성능화됨에 따라, 나노스케일의 소자들이 출현하였다. 이러한 나노스케일의 소자들을 제조하기 위해 나노와이어(nanowire)의 형성기술이 개발되었다. 나노와이어란 단면의 지름은 약 수십 nm 에서 약 수백 nm 정도인 극미세선이다. 또한, 나노와이어의 길이는 지름의 약 수십 배에서 약 수천 배 이상으로 성장될 수 있다.
이러한 나노와이어는 기존의 벌크 구조에서 나타나는 일반적인 성질과 상이한 전기적, 화학적, 물리적 및 광학적 특성을 나타낼 수 있다. 나노와이어의 분자 특성들을 벌크 구조의 특성들과 함께 이용함으로써, 더욱 세밀하고 집적된 소자들을 구현할 수 있다. 나노와이어는 레이저, 트랜지스터, 메모리 또는 센서 등 다양한 분야에 이용될 수 있다.
한편, 나노물질 표면원자의 끊어진 결합, 즉 댕글링 본드가 존재하여 나노물질의 크기가 작아짐에 따라 물질의 전기전도도, 이동도, 열전도 등의 물성이 급격히 나빠지는 주요 원인이며, 따라서 나노물질은 고집적화를 위한 나노소자에의 적용한계를 가지고 있다.
최근 활발히 연구되고 있는 2 차원 물질 역시 동일한 현상을 나타내며, 폭이 수십 nm 이하의 리본으로 될 경우 리본 가장자리에 존재하는 댕글링 본드에 의해 이동도가 급격히 감소한다고 알려져 있다.
현재 메모리 및 시스템 반도체의 고직접화를 위한 나노공정 개발에 있어서도 배선(구리), 반도체(실리콘)의 폭이 10 nm 대로 감소함에 따라 전도도, 전하이동도는 급격히 감소하며, 이는 현 반도체 고집적화에 있어 중요한 기술적 이슈이다.
본원의 배경이 되는 기술인 한국등록특허 제 10-1796176 호는 압전 나노와이어 구조체 및 이를 포함하는 전기 기기에 관한 것이다. 상기 등록특허는 압전 나노와이어 구조체는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 위에 배치되어 있는 복수의 압전 나노와이어, 그리고 상기 베이스 기판 위에 배치되어 있으며, 상기 복수의 압전 나노와이어를 덮고 있는 압전 유기물층을 포함하는 구성을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일차원 나노 사슬 구조체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1 로서 표시되는 전구체 및 황을 반응시켜 하기 화학식 2 로서 표시되는 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계; 및 상기 일차원 단결정 벌크 물질로부터 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계를 포함하는, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
MX2;
[화학식 2]
M6S9 - aXa ;
(상기 화학식 1 또는 2 에서, M 은 Mo, Cr, W 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 전이금속을 포함하고, X 는 I, F, Cl, Br 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 할로겐을 포함하고, a 는 4 내지 8 의 정수인 것임).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계는 기상 반응을 통해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 기상 반응은 상기 전구체 및 상기 황을 혼합하여 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 열처리하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질은 상기 일차원 나노 사슬 구조체들이 반 데르 발스 힘에 의해 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계는 박리법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 박리법은 액상 박리, 초음파 공정, 기계적 박리, 층간 물질 삽입, 전기 화학적 박리, 습식 화학 박리, 환원 박리, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법에 의해 제조된, 일차원 나노 사슬 구조체를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체의 측면의 댕글링 본드가 존재하지 않는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체는 10 nm 이하의 직경을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체는 와이어, 로드 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 형상을 나타내는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원의 일차원 나노 사슬 구조체는 종래 기술의 나노 물질, 이차원 물질과 달리 표면 및 가장자리 결함이 없기 때문에 직경이 분자 수준으로 작아져도 전기/전자 물성 감소가 없을 뿐만 아니라 양자효과가 나타날 경우 오히려 전기전도도, 이동도, 열전도 등의 특성이 향상될 수 있다.
또한, 본원에 따른 일차원 나노 사슬 구조체는 유기물 고유의 사슬분자 구조와 함께 무기조성을 가지기 때문에 유기물 고유의 유연 및 신축특성과 함께 무기물의 우수한 열적, 기계적 및/또는 화학적 안정성을 가질 수 있다.
나아가, 본원의 일차원 나노 사슬 구조체는 선형 무기분자가 갖는 구조적 특징으로부터, 유연성을 가지는 무기소재 개발이 가능하며, 높은 표면적 기반의 고성능 소자를 개발할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 결정구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 단결정 벌크 물질의 X 선 회절패턴(XRD) 분석 결과 그래프 및 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 3 은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 일차원 단결정 벌크 물질을 촬영한 사진이다.
도 4 의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 원자간력 현미경(AFM) 이미지이고, 도 4 의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 높이 프로파일(Height Profile) 분석 결과 그래프이다.
도 5 는 본원의 일 실시예에 따른 기계적 박리에 의한 일차원 나노 사슬 구조체의 원자간력 현미경(AFM) 이미지 및 높이 프로파일(Height Profile) 분석 결과 그래프이다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 액상 박리에 의한 일차원 나노 사슬 구조체의 UV-vis 분석 결과 그래프 및 원자간력 현미경(AFM) 이미지이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하, 본원의 일차원 나노 사슬 구조체 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1 로서 표시되는 전구체 및 황을 반응시켜 하기 화학식 2 로서 표시되는 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계; 및 상기 일차원 단결정 벌크 물질로부터 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계를 포함하는, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
MX2;
[화학식 2]
M6S9 - aXa ;
(상기 화학식 1 또는 2 에서, M 은 Mo, Cr, W 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 전이금속을 포함하고, X 는 I, F, Cl, Br 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 할로겐을 포함하고, a 는 4 내지 8 의 정수인 것임).
종래 일차원 물질, 예를 들어, Mo6S3I6 의 제조 기술은 일반적으로 고온에서 석영 앰플의 몰리브덴(Mo), 황(s) 및 요오드(I) 분말의 화학양론적 고체상 반응을 통해 합성한다. 그러나 이러한 합성법은 Mo6S6I2 및 MoI2 (6Mo + 3S + 3I2 → Mo6S6I2 + MoI2 +...)와 같은 중간 단계를 수반한다. 상기 Mo6S6I2 상은 고상 반응에 관여하는 반면, MoI2 상은 기체 상태로 발생하여 Mo6S3I6 의 합성에 관여한다. 상기 MoI2 의 경우, Mo6S3I6 는 불순물 없이 소스 영역에서 떨어져 수송될 수 있으며, 상기 Mo6S6I2 는 합성된 Mo6S3I6 와 함께 소스 영역에 남는다.
상기 MoI2 는 상기 Mo 에 비해 기화되기 용이하기 때문에 Mo6S3I6 의 주된 합성 매커니즘인 CVT 반응이 활발하게 일어날 수 있다. 따라서 본원발명의 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법에 따르면, MoI2 를 전구체로서 사용함으로써 기존의 마이크로미터 내지 밀리미터스케일로 합성되었던 Mo6S9 - aIa 를 센티미터 스케일로 합성할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 결정구조를 나타낸 도면이다. 도 1 을 참조하면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체가 사슬 형상을 가진 단위분자들이 서로간의 화학적 결합 없이 반 데르 발스 힘에 의해 정렬된 선구조 벌크 물질로부터 하나의 분자선을 분리한 형태를 확인할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계는 기상 반응을 통해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 기상 반응은 상기 전구체 및 상기 황을 혼합하여 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 열처리하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 기상 반응은 상기 전구체 및 상기 황을 혼합하여 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 70 시간 내지 75 시간 동안 열처리하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 기상 반응은 상기 전구체 및 상기 황을 혼합하여 1,020℃ 내지 1,120℃의 온도에서 72 시간 동안 열처리하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질은 상기 일차원 나노 사슬 구조체들이 반 데르 발스 힘에 의해 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계는 박리법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 박리법은 액상 박리, 초음파 공정, 기계적 박리, 층간 물질 삽입, 전기 화학적 박리, 습식 화학 박리, 환원 박리, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법에 의해 제조된, 일차원 나노 사슬 구조체를 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 일차원 나노 사슬 구조체에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체의 측면의 댕글링 본드가 존재하지 않는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
댕글링 본드(dangling bond)는 표면 결함의 일종으로서, 원자의 결합이 끊어진 부분을 의미한다. 결정 표면 혹은 결정 내의 결합부위에 있는 원자는 완전결정 내부의 원자와 달리, 배위 불포화로 인하여 일부 결합이 절단된 상태에 있다. 이 절단된 결합을 일반적으로 댕글링 본드라 한다. 상기 댕글링 본드에 원자나 분자가 접근하면 쉽게 화학결합을 이룬다. 이에 따라, 상기 댕글링 본드가 존재하는 물질을 포함하는 전자 소자는 외부의 환경, 예를 들어 공기나 수분 등에 의해 전기적, 물리적, 기계적, 화학적 특성이 저하될 수 있다.
상기 댕글링 본드에 의한 상기 전자 소자의 성능 저하를 방지하기 위해, 상기 댕글링 본드가 존재하는 부분을 다른 물질과 결합하여 성능의 저하를 최소화할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체는 10 nm 이하의 직경을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 일차원 나노 사슬 구조체는 0.1 nm 내지 10 nm 의 직경을 가지는 것일 수 있으며, 바람직하게는 1 nm 내지 10 nm 의 직경을 가지는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 일차원 나노 사슬 구조체는 와이어, 로드 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 형상을 나타내는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 : 일차원 나노 사슬 구조체의 제조
실시예 1-(1) : 전구체 및 일차원 단결정 벌크 물질의 합성
Mo 분말(≥99.9 %, 1-5 μm, Aldrich)과 요오드(결정질, 99.99+%, Alfa Aesar)를 1 : 2 의 조성비로서 혼합하고, 펠렛 화하고, 진공 석영관에 넣었다. 그 후, 석영관을 72 시간 동안 700℃로 가열하고 상자로(furnace)에서 실온으로 냉각시켜 MoI2 를 제조하였다. 생성 된 생성물은 진회색 소결 분말이었다.
MoI2 및 S(분말 99.0 %, 대정)를 6 : 3 의 조성비로서 혼합하여 14 cm 길이의 진공 석영관에 밀봉 하였다. 그 후, 앰플을 1,020℃ 내지 1,120℃의 온도에서 72 시간 동안 가열하고 실온으로 냉각시켰다. Mo6S3I6 의 벌크 단결정이 앰플의 반대쪽 끝으로 운반되어 기계적으로 얻어졌다.
도 2 는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 단결정 벌크 물질의 X 선 회절패턴(XRD) 분석 결과 그래프 및 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 2 를 참조하면, 합성결과, 기존에 합성법에서 존재하는 불순물인 Mo6S6I2 가 생성되지 않았으며, 합성된 Mo6S3I6 는 단결정임을 확인할 수 있다. 또한 SEM 이미지 상에서 합성된 Mo6S3I6 물질이 1 차원 물질의 형태를 갖는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1-(2) : 일차원 단결정 벌크 물질로부터 일차원 나노 사슬 구조체의 분리
10 mg 의 Mo6S3I6 을 초음파를 이용하여 10 mL 의 IPA 에 분산시켰다. 초음파 분쇄 공정은 프로브형 초음파분산기(probe sonicator)(VC 505, Sonics & Materials Inc.)를 2 초 온/2 초 오프 간격으로 5 분 동안 작동시켜 벌크 결정을 대략 분해하여 분산 효율을 향상시킴으로써 수행되었다. 그 다음, 3 시간 동안 배쓰 초음파 처리(B2005S-68K, 68 kHz, 200 W, 코도 기술)를 수행하여 분쇄 된 벌크 Mo6S3I6 을 나노 스케일 단일 체인으로 박리하였다. 초음파 처리 후, 6000 rpm 에서 10 분간 원심 분리하여 불충분하게 분산된 사슬을 분리하였다. 총 5 mL 의 상등액을 AFM 분석에 사용 하였다.
[비교예 1]
Mo 분말(≥99.9%, 1-5 μm, Aldrich) 및 S(분말 99.0%, 대정)과 요오드(결정질, 99.99+%, Alfa Aesar)를 6 : 4 : 6 의 조성비로서 혼합하고, 펠렛 화하고, 14 cm 길이의 진공 석영관에 밀봉 하였다. 그 후, 앰플을 1,020℃ 내지 1,120℃의 온도에서 72 시간 동안 가열하고 실온으로 냉각시켰다.
[비교예 2]
Mo 포일(≥99.9%, 1-5 μm, Aldrich) 및 S(분말 99.0%, 대정)과 요오드(결정질, 99.99+%, Alfa Aesar)를 6 : 4 : 6 의 조성비로서 혼합하고, 펠렛 화하고, 14 cm 길이의 진공 석영관에 밀봉 하였다. 그 후, 앰플을 1,020℃ 내지 1,120℃의 온도에서 72 시간 동안 가열하고 실온으로 냉각시켰다.
[실험예]
도 3 은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 일차원 단결정 벌크 물질을 촬영한 사진이다.
도 3 을 참조하면, 상기 비교예 1 및 2 에 따른 일차원 단결정 벌크 물질은 나노미터 스케일로 합성된 것을 확인할 수 있고, 상기 실시예에 따른 일차원 단결정 벌크 물질은 센티미터 스케일로 합성된 것을 확인할 수 있다.
도 5 는 본원의 일 실시예에 따른 기계적 박리에 의한 일차원 나노 사슬 구조체의 원자간력 현미경(AFM) 이미지 및 높이 프로파일(Height Profile) 분석 결과 그래프이다.
도 5 를 참조하면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질은 기계적 박리가 반복됨에 따라 일차원 나노 사슬 구조체의 직경이 수백 내지 수십 나노미터에서 10 nm 의 직경을 가지는 일차원 나노 사슬 구조체로 박리가 가능함을 확인할 수 있다.
도 4 의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 원자간력 현미경(AFM) 이미지이고, 도 4 의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 일차원 나노 사슬 구조체의 높이 프로파일(Height Profile) 분석 결과 그래프이다.
도 4 의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질이 기계적 박리를 통해 1 nm 수준의 직경을 가지는 일차원 나노 사슬 구조체로 박리가 가능함을 확인할 수 있다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 액상 박리에 의한 일차원 나노 사슬 구조체의 UV-vis 분석 결과 그래프 및 원자간력 현미경(AFM) 이미지이다.
도 6 을 참조하면, 상기 일차원 단결정 벌크 물질은 액상 박리를 통해 일차원 나노 사슬 구조체로 박리가 가능함을 확인할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1 로서 표시되는 전구체 및 황을 반응시켜 하기 화학식 2 로서 표시되는 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계; 및
    상기 일차원 단결정 벌크 물질로부터 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계를 포함하는,
    일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법:
    [화학식 1]
    MX2;
    [화학식 2]
    M6S9-aXa;
    (상기 화학식 1 또는 2 에서,
    M 은 Mo, Cr, W 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 전이금속을 포함하고,
    X 는 I, F, Cl, Br 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 할로겐을 포함하고,
    a 는 4 내지 8 의 정수인 것임).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차원 단결정 벌크 물질을 합성하는 단계는 기상 반응을 통해 수행되는 것인, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기상 반응은 상기 전구체 및 상기 황을 혼합하여 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 열처리하는 것인, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차원 단결정 벌크 물질은 상기 일차원 나노 사슬 구조체들이 반 데르 발스 힘에 의해 결합된 것인, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차원 나노 사슬 구조체를 분리하는 단계는 박리법에 의해 수행되는 것인, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 박리법은 액상 박리, 초음파 공정, 기계적 박리, 층간 물질 삽입, 전기 화학적 박리, 습식 화학 박리, 환원 박리, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법을 포함하는 것인, 일차원 나노 사슬 구조체의 제조 방법.
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1차원 무기 반도체 신 물질 재료의 연구 개발 동향_DBpia, 제21권, 제2호(2018.06월)*
A novel facile synthesis and characterization of molybdenum nanowires_Nanoscale Research letteres, 7:567 (2012년)

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