KR20010114201A - 강자성 나노와이어의 제조방법과 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 원리 및 장치를 이용, 저렴한 비용으로 나노와이어(nano wire)를 용이하게 제조할 수 있도록 한 제조방법과 장치, 그리고 그로부터 얻어진 나노와이어의 첨단 신소재를 제공하고자 하는 것이다.

상기목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자기장(magnetic field) 하에서 강자성 요소들(원자, 분자, 클러스터)이 핵 생성과 더불어 자기력선에 따라 끌려가 일직선으로 정렬되게 성장시킴으로써 나노와이어를 제조 하는 방법이다.

본 실험장치로서 스페이서 관(spacer tube) 양단에 영구자석 2개가 상호 자기력에 의해 부착되게 하고, 그 사이에 시료를 깨뜨릴 수 있는 발열체가 설치되게 한 일련의 장치가 진공 및 배기가 가능한 밀폐형 반응조 내에 설치되게 한 장치이다.

Description

강자성 나노와이어의 제조방법과 제조장치{Preparation method and setup of ferromagnetic nanowires}

본 발명은 간단한 원리와 장치를 이용, 저렴한 비용으로 나노와이어(nano wire)를 손쉽게 제조할 수 있도록 한 제조장치와 제조방법으로부터 첨단 나노 신소재를 제공하고자 하는 것이다.

나노와이어는 1차원적 개념으로서 직경이 나노미터(1nm = 10^-9m) 영역을 가지며 길이가 직경에 비해 훨씬 큰 수백 나노미터, 마이크로미터(1㎛ = 10^-6m), 혹은 더 큰 밀리미터(1mm = 10^-3m) 단위를 갖는 선형인 재료이다. 나노와이어의 물성은 그들이 갖는 직경과 길이에 의존한다. 현재 나노와이어를 제조하는 기술은 큰 응용 잠재성에 비해서 전세계적으로 아직 초보단계에 있다. 현재 나노 입자(nano particle)에 대한 제조 방법과 물성에 대한 연구는 전세계적으로 상당히 활성화 되어 있는 것에 비해 아직 나노와이어에 대한 보편적 합성 방법은 없는 실정이고 그 중 기존의 나노와이어 제조 방법은 매우 까다롭고 제한적이며 비효율적이다. 기존의 대표적인 방법이 수 나노 미터에서 수백 나노미터 단위의 구멍을 만들고 이 구멍을 나노와이어의 틀로 이용하는 것이다. 한 예로서 알루미늄 전극을 산화 시켜 표면을 알루미늄 산화물로 만들고, 이 산화물에 전기화학적 에칭으로 다공성 나노구멍들을 만든다. 이것을 금속 이온들이 들어 있는 용액에 담궈 전기를 걸어주면 금 속이온들이 구멍들을 통해 알루미늄 전극위에 쌓이게 되고 결국 구멍들은 금속이온으로 채워진다. 그리고 적당한 방법으로 산화물을 제거 시키면 금속 나노와이어만 남게된다. 다른 방법들도 나노다공성재료(nanoporous material)들을 어떻게 만드는가에 따라 제조법이 조금씩 다르다. 즉 알루미늄 산화물보다 화학적으로 쉽게 제거 할 수 있는 다공성 물질들을 제조하는데 중점을 두고 있다. 그러나 이들 방법들은 실험실적 방법으로서 공정이 너무 복잡하고, 어렵고, 시간이 오래걸리며 양산할 수 없는 문제점들을 가지고 있다. 그리고 구멍의 크기 및 깊이에 의존하기때문에 현 기술로서는 수 나노미터 단위의 구멍과 수백 마이크로미터에서 수 밀리미터 깊이를 만들기는 거의 불가능한 것으로 알려져 있다. 따라서 수나노미터의 직경을 갖는 아주 긴 나노 와이어를 만드는 것은 거의 불가능 하다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자 고순도이며 나노미터의 직경이 수에서 수십 나노미터, 길이가 수백 마이크로미터 뿐만아니라 수밀리미터 까지 이르는 다양한 나노와이어를 간단한 장치, 저렴한 비용과 짧은 시간내에 양산할 수 있도록 하였고 지금까지 얻을 수 없었던 대면적의 고밀도 나노와이어 수직 배열을 얻을 수 있도록 하였다.

특히 본 발명에서 제조된 나노와이어는 강자성체로 되어 있기때문에 자기 나노와이어라고도 부를 수 있다, 자기 나노입자는 자기기록 매체로서 차세대 신물질로 각광 받고 있다. 그 이유로서 나노입자 한 개가 하나의 비트(bit) 단위를 가질수 있고 이 것을 균일하게 배열할 경우 고밀도 기록 매체로 이용될 수 있기때문이다. 따라서 나노 입자는 고밀도 하드디스크 등과 같은 자기 기록 매체 분야에 대한 중요성 때문에 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 경쟁적으로 연구 되고 있다.

그러나 자기 나노입자 보다 더 뛰어난 성능을 갖는 것이 바로 자기 나노와이어이다. 현재 자기 나노와이어는 차세대 고밀도 자기기록 방식에 아주 적합하다고 보고 되었다. 그 이유로서 자기 나노와이어의 자기적 성질를 측정해 보면 나노와이어 축 방향으로 좋은 자기성질을 나타낸다. 이것은 기존의 자기 나노입자가 가질 수 없는 성질, 즉 M_r/M_s(M_r: 잔류 자화, M_s: 포화자화)를 거의 100%(백분율)까지 끌러 올릴 수 있다. 이 값이 100에 가까울수록 자기 기록 물질로서 유리하다.

따라서 본 발명은 자기 나노와이어를 고밀도 수직배향과 대면적으로 만들수 있다는 것은 이 분야에 있어서 혁신적이며 세계적 우위를 차지할수 있는 좋은 기회다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 나노와이어를 제조하기 위한 장치로서 다음과 같이 하였다.

즉 스페이서 관(spacer tube) 양단에 영구자석 2개가 상호 자기력에 의해 부착되게 하고, 그 사이에 시료를 깨뜨릴 수 있는 발열체가 설치되게 한 일련의 장치가 진공 및 배기가 가능한 밀폐형 반응조 내에 설치되게 하였다. 반응조 일측은 개방되게 플랜지를 구성하되 플렌지는 밀폐형 덮개를 안치하여 반응조가 진공를 유지할 수 있도록 구성한다. 스페이서 관 내부의 발열체는 전기 저항적 발열체로서 밀폐형 덮개를 관통하는 전원단자(feedthrough)와 전기선으로 연결되어 있다.따라서 외부의 전원 공급장치가 전원단자를 통하여 전기 히터를 발열시키게 된다.상기 반응조에는 기체 취급장치가 연결되어 있어 반응조의 진공, 배기 및그리고 시료 공급을 담당하게 된다.

본 발명에서 사용되는 영구 자석은 재질에 상관없이 모두 가능하나 큐리점이 높은 재질이 훨씬 유리하다. 그리고 영구 자석은 경우에 따라 반응조 외부에 설치할 수 있다. 이것은 자기력이 외부에서도 반응조 내부로 침투할 수 있기때문이다. 또한 영구 자석의 개 수도 실험 목적에 따라 1개에서 부터 다양하게 사용할 수 있고 방향 위치 모두 바꾸어 실험 할 수 있다.

도 1 : 본 발명장치의 구성도.

도 2 : 본 발명에서 얻어진 철 및 코발트 나노와이어의 주사형

전자현미경사진.

도 3 : 본 발명에서 얻어진 철 및 코발트 나노와이어의 고분해 투과형

전자현미경 사진.

도 4 : 본 발명에서 얻어진 철 및 코발트 나노와이어의 엑스선 회절 패턴도.

도 5 : 본 발명에서 얻어진 철 및 코발트 나노와이어의 자기이력 곡선.

도 6 : 본 발명에서 얻어진 철-코발트 합금 나노와이어의 주사형

전자현미경사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1)--반응조 (2)--시료 도입부

(3)--진공 및 배기부 (4)--전원단자

(5)--플렌지 (6)--개스켓

(7)--체결수단 (8)--영구자석

(9)--시료기판 (10)--발열체

(11)--스페이서 관 (12)나노와이어

(13)--전기선

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명장치의 구성도로서, 진공 및 배기가 가능한 반응조(1) 내부에 "A" 부분이 설치되어 있는데, "A" 부분은 스페이서 관(11) 양단에 영구자석(8)이 상호 자기력에 의해 부착되어 있고, 스페이서 관 가운데에는 발열체(10)가 설치 되어 있다. 상기 반응조(1) 상에 플렌지(5)를 구성하되 플렌지(5)에는 진공 밀봉을 위해 금속 개스켓(6)을 넣고 체결수단(7)으로서 이들이 체결되게 함으로서 반응조(1) 내부가 완전 밀폐되게 한다.

상기 반응조(1)는 외경 약 50mm, 길이 약 100mm의 스테인레스스틸(sus304)를 사용하였으나, 필요에 따라 다른 재질도 사용할수 있으며 필요시 창을 달아 내부를 관찰 할 수 있다.

상기 반응조(1) 상단에는 전원 단자(electrical feedthrough)(4)를 밀봉식으로 조립하여 반응조 내부가 진공이 가능케 하고 반응조 내외부로 전기적으로 상통되게 하되, 전원단자(4)는 외부로는 전원공급장치와 반응조 내부로는 발열체(10)와 연결되게 한다. 발열체(10)는 전기저항적 발열체를 이용한 니크롬선을 사용하였으나 다른 재질의 전기저항체도 이용 가능하다. 발열체(10)의 온도조절은 흐르는 전류량에 따라 알려진 저항체를 사용하면 외부 전원장치의 전압 또는 전류를 조정함으로써 쉽게 온도를 조절할 수 있다.

상기 반응조(1) 측부에는 관(2, 3)이 설치되어 있고 이들 관에는 밸브가 연결되어 있어 진공, 배기 및 기체 유량을 조절 할 수가 있다. 시료 도입부로서 관 2가 이용된다. 이 관(2)에는 시료 저장 장치를 달아 외부에서 반응조(1) 내부로 시료를 공급할 수 있게한다. 진공 및 배기부로서 관 3이 이용된다. 관 3에는 기체 취급장치와 펌프가 연결되 반응전 진공을 만들고 여러 기체를 공급하고 반응이 끝난후 배기를 담당하게 된다.

반응조(1) 내부에 설치된 "A" 부분은 가장 핵심적인부분으로서 이 내부에서 나노 와이어(nano wire)가 생성된다. "A" 부분은 크게 외부에서 균일한 자기장을 제공함으로서 균일한 자기력선이 생성되게 하는 부분과 시료를 깨뜨리는 발열체(10) 부분으로 되어 있다. 본 실험에서 사용된 자기장 공급 물질로서 영구자석(permanent disk magnet)(8)이 사용 되었고, 스페이서 관(7) 양단에 상호 자기적 인력에 의해 부착되게 하였다. 자석(8)의 종류는 다양하며 어떤 종류도 이용 가능하며 조건에 따라 자석의 개수도 1개에서 부터 여러개까지 사용 가능하다. 스페이서 관(7)는 유리, 세라믹 등과 같은 재질의 전기적 부도체가 사용하기에 용이하다.스페이서 관(7) 내부에는 발열체가 설치되어 있고 스페이서 관 측부의 구멍을 통해 전원단자(4)에 연결되어 있다. "필라멘트 정면도"에서 보이는 것처럼 발열체의 효울을 높이기 위해 솔레노이드 형태로 만들고 이것을 다시 원형으로 만들었다. 이 발열체의 재질, 모양과 형태는 실험조건에 따라 다양하게 바꿀 수 있다.

나노와이어를 합성하기 위한 대표적인 원료로서 금속 카르보닐인 Fe(CO)₅와 Co₂(CO)₁₀을 사용하였다. Fe(CO)₅는 액체로서 상온에서 약 25 Torr의 증기압을 보이는데 시료도입관 2를 통해 반응조(1) 내부로 공급된다. Co₂(CO)₁₀는 고체 상태로서 반응에 이용가능한 증기압을 만들고 기상의 Co₂(CO)₁₀가 다시 응축되는 것을 막기 위해 반응조(1)은 외부 히터를 사용하여 50℃ - 100℃로 유지 시킨다. Co₂(CO)₁₀의 반응조(1)로의 공급은 시료도입관 2를 통하여 기체 상태로 도입되거나 반응조의 덮개(5)를 열어 고체상태로 반응조 밑바닥에 넣게 된다. 이렇게 공급된 금속 카르보닐 시료는 기체 상태에서 발열체에 의해 Fe원자와 CO 기체로 해리되게 되고 핵생성(nucleation) 원리에 의해 조그만 클러스터(cluster) 또는 나노입자로 생성된다. 그리고 원자, 분자, 조그만 클러스터 및 나노입자들은 자기적인 힘에 이끌려 기판(9)에 쌓이게 되는데 끌려갈 때부터 자기력선에 의해 정렬되며 끌려가기 때문에 선형의 모양 즉, 나노와이어로 성장(12)이 된다. 그리고 나노와이어들은 자기력선에 따라 기판에 수직 성장된 배열을 갖는다. 나노와이어 기판(9)으로서 본 실험에서는 유리판을 사용하였는데 어떤 종류의 기판도 사용 할 수 있다. 대표적으로 Fe 나노 와이어 생성 메카니즘을 다음과 같이 나타내었다.

(1) Fe(CO)₅+ 열 에너지(발열체) ----------> Fe + 5CO

(2) Fe + Fe ----------> 2Fe

(3) n(Fe) ---------> Fe 클러스터 또는 Fe 나노입자

(4) Fe 원자, 분자, 클러스터, 나노입자 + 자기력/자기력선

-----------> Fe 나노와이어

단계 1이 발열체에 의해 시료가 깨지는 단계이고 단계 2와 3이 핵생성단계 그리고 단계 4가 단계 1, 2, 3의 생성물이 자기력/자기력선에 의해 끌려가 나노와이어를 생성하는 단계이다.

철 및 코발트 나노와이어 합성 실험은 Fe(CO)₅와 Co₂(CO)₁₀의 증기압이 약 15 - 20 Torr이고, 필라멘트 부근의 자기장의 세기는 3000 - 4000 G(gauss), 발열체의 조건으로서 1mm의 니크롬선을 사용하여 300 - 400℃로 유지 시켰고, 반응 시간은 5분 이내이다.

도 2는 이렇게 만들어진 나노와이어의 주사형전자현미경(SEM) 사진이다. (a) - (d)는 철 나노와이어, (e) - (h)는 코발트 나노와이어의 여러 배율에서의 모습을 보여주고 있고 이들와이어가 일정한 방향으로 배열되어 있음을 보여준다. 사용된 전자의 가속 전압은 사진의 하단 좌측부에 배율은 하단 중앙부에 스케일은 우측하단부에 표시되어 있다.

도 3은 나노와이어의 고분해두과형전자현미경(HR-TEM) 사진이다. HR-TEM은 물질의 원자단위 까지 관찰할수 있는 기기로서 나노 물질을 관찰하는데 필수적인장비이다. (a)는 철 나노와이어, (b)는 코발트 나노와이어의 HR-TEM 사진이고, (c)는 두개의 코발트 나노와이어가 접합된 모습을 보여주고 있다. 이 사진들에서 철, 코발트 나노와이어의 직경이 8 - 10nm 임을 알 수 있다. 사진의 화살표는 조그만 그레인(grain)의 모습을 보여주고 있고 우측 하단에 스케일을 나타내었다.

도 4는 나노와이어의 엑스선 회절(XRD) 패턴 모습이다. 일반적으로 XRD 패턴으로부터 물질의 결정구조를 확인할수 있고 격자 상수를 구할 수 있다. (a)는 철 나노와이어의 엑스선 회절 모습이다. 결정구조가 체심입방(bcc) 구조임을 보여주고 격자상수를 구해보면 2.8697 ±0.0011Å이다. (b)는 코발트 나노와이어의 엑스선 회절 모습이다. 결정구조가 면심입방(fcc) 구조와 브로드한 부분에 육방조밀(hcp)구조가 섞여 있음을 보여주고, fcc격자상수를 구해보면 3,5413 ±0.0068Å이다. 으들 나노와이어의 격자상수값은 이들의 벌크값과 일치한다.

그림 5는 나노와이어의 자기이력곡선(hysteresis loop)이다. 강자성 물질(ferromagnetic material)의 자기적인 성질로서 자기이력곡선을 많이 측정한다. x 축은 외부에서 걸어준 자장이고 y축은 그 물질의 자화(magnetization)값이다. 자기이력 곡선에서 얻을 수 있는 대표적인 중요한 값들을 보면, 자기이력곡선의 x절편이 보자력(coercivity, H_c), y절편이 잔류자화(remanent magnetization, M_r), 곡선 양단의 평평해지는 다시말해 포화되는 y값을 포화 자화(saturation magnetization, M_s)라 한다. 그리고 M_r/M_s의 비가 100%(백분율)에 가깔울수록 자기기록 매체에 중요한 요건이 된다. (a)는 철 나노와이어의 10K, 300K에서의 자기이력곡선이고, (b)는 코발트 나노와이어의 10K, 300K에서의 자기이력곡선이다. 각 온도에서 두개의 자기이력곡선은 나노와이어의 축방향(평행방향)과 옆방향(수직방향)에ㅡ 대한 곡선의 모습으로서 "∥"는 평행방향, "⊥"는 수직 방향이다. 이렇게 나노와이어에서 수직, 수평방향에서의 서로 다른 자기이력 곡선은 나노입자에서는 볼수 없는 현상으로서 자기 결정이방성(magneto-crystall anystropy) 때문이다. 수평 방향의 보자력은 철 나노와이어의 경우 300K에서 248 Oe(oersted), 10K에서 439 Oe이고 코발트 나노와어의 경우 300K에서 964 Oe(oersted), 10K에서 1576 Oe이다. M_r/M_s값은 철 나노와이어의 경우 300K에서 61%, 10K에서 69%이고 코발트 나노와어의 경우 300K에서 71, 10K에서 72%이다.

시료를 Fe(CO)₅와 Co₂(CO)₁₀를 다양한 비로 혼합하여 Fe-Co 합금 나노와이어를 합성하였다. 도 6에서 Fe_35.2Co_64.8합금 나노와이어의 주사형 전자현미경 사진을 나타내었다. 35.2와 64.5는 각 금속의 몰 비율이다. 도 6의 SEM 사진도 도 2와 같이 수직 배열된 모습을 갖는다. 그리고 나노와이어 윗부분이 구부러진 것은 SEM을 찍기위해 자석을 제거하였을때 나노와이어가 너무 길고 가늘어서 중력에 의해 휘었기 때문이다. 다양한 (Fe)_n(Co)_m, (Fe)_n(Cr)_m, (Co)_n(Cr)_m, 등의 합금 나노와이어의 제조가 가능하였고, 각각의 "n"과 "m"은 각각 합금의 조성이고 이 조성은 원료의 상대적인 량을 조절함으로서 쉽고 다양하게 바꿀수 있었다. 실험 조건은 상기 서술한 철과 코발트 나노와이어 제조방법과 같다. 단 합금 나노와이어를 제조할때는 각각의 원료를 같이 넣어 동시에 깨뜨린다.

본 실험에서는 금속 뿐만 아니라 금속 산화물, 탄소화합물, 황화물 등에서 강자성을 띄는 물질은 자기력에 이끌려 나노와이어가 만들어졌다. 그 중 대표적 예로서 실험 조건은 페로센(Fe(cyclopentadiene)₂)을 원료로 하였을 경우 Fe₃C 나노와이어가 생성되었다. 철과 코발트 나노와이어 제조방법과 같으나 페로센을 기화시키기 위해 반응조의 온도를 150℃ 이상으로 하였다.

금속 카르보닐류 뿐만 아니라 강자성 원자가 들러 있는 메탈로센, 유기금속 화합물, 무기금속화합물의 경우도 나노와이어를 만들수 있었다. 예로서 코발토센(Co(cyclopentadiene)₂) 경우는 시료를 반응조에 넣고 150℃ 이상으로 가열하고 나머지 조건은 상기 서술한 방법으로 하면 코발트 나노와이어가 생성된다. 따라서 본 실험 방법은 강자성체가 들어 있는 시료, 이들의 혼합시료, 또한 이들 시료와 비자성체가 들어 있는 시료를 같이 넣고 반응을 시켰을때 자기장에 끌리는 물질이 생성되면 이들의 나노와이어가 제조됨을 알 수 있다.

본 실험에서 원료의 증기압이 나노와이어의 직경과 길이 그리고 형태을 조절하는 중요한 요소이다. 원료의 증기압이 낮아지면 핵생성되는 입자의 갯수뿐만 아니라 입자의 크기도 작아져 이 상태로 자기력선에 의해 끌려가면 나노와이어의 직경과 길이도 짧아 진다. Fe(CO)₅의 경우 증기압을 0.5 Torr이하로 작게 하였을 경우 송곳 모양의 독특한 와이어 형태가 나타났다.

발열체의 모양을 원판형으로 제작하였을 경우 좀더 균일한 나노와이어를 얻을 수 있었으며 발열체의 온도를 낮출 경우 반응속도가 늦어지고 나노와이어의 직경 및 길이가 짧아지고, 발열체의 온도를 올릴 경우 시료가 한꺼번에 깨지면서 핵생성이 격하게 일어나 나노와이어의 직경 및 길이가 커졌다.

발열체를 제거하고 기판을 직접 가열한 경우도 기판의 표면에서 시료가 열분해 일어나 나노와이어가 생성되었다. 이것은 시료가 열분해 되기 전에도 항상 균일한 자기력과 자기력선이 존재하기때문에 어떤 상태에서든 시료가 깨질 경우 나노와이어가 생성된다는 것을 보여준다.

발열체를 반응조(1) 내부에 그대로 나두고 영구 자석을 반응조 외부에 설치하였을 경우도 거의 동일한 결과물로서 나노와이어가 제조되었다. 이것은 반응조 외부에서 자기장이 반응조 내부로 침투할 수 있기때문이다. 따라서 자석을 내부에 설치 하였을 경우와 비슷한 결과물 얻는다.

시료를 발열체에 의해 분해시키지 않고 자기장 하에서 외부에서 레이저와 같은 빛에 의해 광분해 시킨 경우도 나노와이어가 생성되었다. 예로서 Fe(CO)₅시료 약 20 Torr를 반응조에 집어 넣고 외부에서 자기장을 건 후 Nd-YAG 레이저를 조사하면 철 나노와이어가 생성되었다. 또한 레이저 어블레이션(Laser ablation) 방법을 이용하여 벌크 코발트 타겟으로 하여 Nd-YAG 레이저를 10분정도 쪼여주자 코발트 나노와이어가 생성되었다. 이때 고에너지에 레이저 빔에 의해 코발트 타겟에서 튀어나온 코발트 원자, 분자, 클러스터들의 냉각과 핵생성을 돕기 위해 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar) 기체가 50 - 100 Torr 이용되었다. 레이저와 같은 빛을 이용 할 때는 도 1의 발열체 부분은 필요 없고 자석을 반응조 외부에 설치 할 경우 스페이서 관도 필요 없다. 또한 도 1의 반응조(1)에 빛이 통과 할 수 있는 여러 재질의창을 달수 있다. Nd-YAG 레이저 빛을 통과 시키기 위해 본 실험에서는 파이렉스(pyrex) 재질의 유리창을 반응조에 설치하여 사용하였다.

영구자석의 방향을 N극 - S극으로 상호 대치되게 놓지 않고 서로 밀리는 극 즉 S - S극, N - N극 놓았을 경우 금속 나노입자들의 끌림 현상은 일어났으나 선형의 자기력선이 생성되지 못하기 때문에 비뚤어진 나노와이어가 생성되었다. 그리고 영구자석을 여러 방향에 두고 실험을 하였을 경우 다양한 자기력선이 생기고 이것을 이용하면 다양한 나노와이어를 제조할 수 있었다.

자기력의 세기는 자석의 종류 및 갯수로 조절할수 있고 또한 두 영구자석의 거리를 변화시킴에 따라 조절할수 있다. 자기력의 세기를 다양하게 조절한 경과 다양한 나노와이어를 제조 할 수 있었다. 즉 자기력의 세기가 약할수록 나노와이어의 직경이 감소하고 나노와이어의 길이가 짧아졌다.

따라서 본 발명은 여러 시료를 사용하여 다양한 나노와이어, 합금나노와이어, 등을 저렴하고 손쉽게 양산 할 수 있으며, 지금까지 얻을 수 없었던 새로운 형태의 첨단 신소재를 제공한다.이렇게 만들어진 나노와이어는 자연적으로 수직 배향된 배열을 가지며 강자성 나노와이어이므로 고밀도 기록 저장매체 즉, 고밀도 하드디스크와 같은 분야에 이용될 수 있을 것으로 기대한다.

Claims (14)

1. 자기장 하에서 강자성 요소들이 자기력선을 따라 자기력에 의해 끌리게 됨으로서 나노와이어가 제조됨을 특징으로하는 나노와이어 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 자기장의 세기를 조절하여 자기장의 세기에 따라 다양한 나노와이어를 제조함을 특징으로하는 나노와이어 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 시료의 증기압을 조절하여 시료의 증기압에 따라 다양한 나노와이어를 제조함을 특징으로하는 나노와이어 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 여러 시료들을 혼합하여 혼합시료로 부터 다양한 나노와이어를 제조함을 특징으로하는 나노와이어 제조 방법.
5. 밀폐형 반응조(1) 내에 자석(8)을 스페이서관(7) 양단에 부착하고 스페이서관 내부에 발열체(10)를 설치함을 특징으로 하고 반응조(1) 측부에는 시료도입부(2)와 진공, 배기를 담당하는 기체 취급장치가 연결되게 함을 특징으로 하는 나노와이어 제조 장치.
6. 제5항에 있어서, 진공상태를 유지하는 밀폐형반응조내에 발열체를 설치하여전기적으로 발열되게하고, 시료를 발열체에 의해 열분해 되게 함을 특징으로하는 나노와이어 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 반응조(1)에는 전기적 가열장치를 구비하여 필요에 따라 가열될 수 있게 구성하고, 반응조(1) 측부에는 여러개의 관을 달아 시료저장용기에 연결하고 시료저장용기에는 동일소재 또는 각기 다른 소재을 충전하여 사용토록 함을 특징으로하는 나노와이어 제조장치.
8. 제5항에 있어서, 자석의 갯수는 1개에서부터 여러개 다수로 구성할수 있으며

   자극의 방향, 위치를 변화시킬수 있게 함을 특징으로하는 나노와이어 제조방법.
9. 제 5항에 있어서, 발열체의 온도를 조절하여 발열체의 온도에 따라 다양한 나노와이어를 제조함을 특징으로 하는 나노와이어 제조방법.
10. 제 5항에 있어서, 발열체의 형태를 조절하여 나노와이어를 제조함을 특징으로 하는 나노와이어 제조방법.
11. 제5항에 있어서, 발열체(10) 없이 기판(9)를 가열함으로써 기판에서 시료가 분해되어 나노와이어가 제조됨을 특징으로 하는 나노와이어 제조방방법.
12. 제5항에 있어서 발열체 대신 발광체를 설치하여 시료를 발광체에 의해 분해되게 하여 나노와이어를 제조함을 특징으로하는 나노와이어 제조방법.
13. 반응조에 시료를 넣고 외부에서 빛을 쪼여 강자성 요소들이 생성되고 이들 강자성 요소들이 자기력에 의해 나노와이어를 제조함을 특징으로 하는 나노와이어 제조방법.
14. 자기장 하에서 강자성 요소들이 자기력선을 따라 자기력에 의해 끌리게 됨으로서 나노와이어가 제조됨을 특징으로하는 나노와이어 생성물.