KR20070057602A - 다공성 템플릿을 이용한 나노 와이어의 제조방법 및나노와이어 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 긴 와이어 형상의 다수의 기공을 포함하는 다공성 템플릿 내의 기공에 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입한 후 나노 와이어로 형성시키는 것을 특징으로 하는 나노 와이어의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 나노와이어를 포함하는 각종 전자소자 및 광학소자에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의하면 간단한 공정에 의해 직진성 및 배열성이 우수한 나노 와이어를 제조할 수 있고, 이러한 나노와이어를 포함하는 각종 소자의 물성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있다.
다공성 템플릿, 나노 와이어, 직진성, 배열성, 초격자, 하이브리드
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 템플릿을 이용하여 나노 와이어를 제조하는 원리를 설명하기 위한 공정 개략도이다.
도 2는 종래기술에 의한 다공성 템플릿의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합구조의 나노 와이어를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 도핑된 나노 와이어를 나타내는 개략도이다.
도 5a는 나노와이어의 직경을 달리한 본 발명의 나노와이어 구조체의 단면사시도이다.
도 5b는 나노와이어의 직경 및 조성을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이다.
도 5c는 나노와이어의 단면 형상을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이다.
도 5d는 나노와이어의 단면 형상 및 조성을 달리한 나노와이어 구조체의 단 면사시도이다.
도 5e는 나노와이어의 직경, 나노와이어 및 매트릭스의 조성을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 EL 소자를 나타내는 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 기판 20: 제 1 전극층
30: 나노와이어 40: 제 2 전극층
본 발명은 다공성 템플릿을 이용한 나노 와이어의 제조방법 및 나노와이어 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 긴 와이어 형상의 다수의 기공이 형성된 다공성 템플릿의 기공 내에 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입한 후 나노 와이어로 형성시키는 것을 특징으로 하는 직진성 및 배열성이 우수한 나노 와이어의 제조방법 및 나노와이어 구조체에 관한 것이다.
나노 와이어는 직경이 나노미터(1nm = 10-9m) 영역을 가지고, 길이가 직경에 비해 훨씬 큰 수백 나노미터, 마이크로미터(1㎛ = 10-6m) 또는 더 큰 밀리미터(1mm = 10-3m) 단위를 갖는 선형 재료이다. 이러한 나노 와이어의 물성은 그들이 갖는 직경과 길이에 의존한다.
상기 나노 와이어는 작은 크기로 인하여 미세 소자에 다양하게 응용될 수 있으며, 특정 방향에 따른 전자의 이동 특성이나 편광 현상을 나타내는 광학 특성을 이용할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 전자의 이동 특성을 개발하면 멀티 세트(Single Electron Transistor, SET)와 같은 나노 전자 소자로 응용할 수 있으며, 광학 특성을 개발하면 표면 플라즈몬 폴라리톤(surface plasmon polariton) 특성을 이용한 광파 전송로 또는 나노 분석기, 암 진단 등에 사용되는 극미세 신호 감지 센서로 응용될 수 있다.
현재 나노 입자(nano particle)에 대한 제조방법과 물성에 대한 연구는 상당히 활성화되어 있는 것에 비해, 나노 와이어의 제조방법에 대한 연구는 미비한 실정이다. 기존의 대표적인 나노와이어의 제조방법으로는 예를 들어, 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 레이저 어블레이션법(Laser Ablation), 및 템플릿(template)을 이용하는 방법 등이 있다.
이 중에서 템플릿(template)을 이용하는 방법은 수 나노미터에서 수백 나노미터 단위의 기공을 만들고, 이 기공을 나노 와이어의 틀로 이용하는 것이다. 예컨대, 알루미늄 전극을 산화시켜 표면을 알루미늄 산화물로 만들고, 이 산화물에 전기화학적 에칭으로 나노 기공들을 형성하여 템플릿을 만든다. 이것을 금속 이온이 들어있는 용액에 담그고, 전기를 걸어주면 금속 이온들이 기공을 통해 알루미늄 전극 위에 쌓이게 되고, 결국 상기 기공들은 금속 이온으로 채워진다. 그 후 적당 한 방법으로 상기 산화물을 제거시키면 금속 나노 와이어만 남게 된다.
그러나 상기와 같은 종래기술에 의한 나노 와이어 제조방법은 공정이 너무 복잡하고, 시간이 오래 걸려서 대량생산에 적합하지 않을 뿐만 아니라, 우수한 직진성 및 배열성을 갖는 나노 와이어를 형성할 수 없다는 문제점이 있다.
구체적으로, 템플릿을 이용한 나노 와이어의 제조방법에 관한 기술이 미국 특허 제6,525,461호에 기재되어 있다. 상기 미국특허 제6,525,461호에는 기재상에 촉매 필름을 형성하고 상부에 다공성층을 형성하여 열 조작에 의해 그 기공 내로 티타늄 나노 와이어를 형성시키는 기술이 기재되어 있으나, 본 발명과 달리 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입하여 나노 와이어를 형성하는 것이 아니며, 템플릿이 불투명하여 광소자 제작에 사용이 불가능하다.
또한, 템플릿을 이용한 양자점 고체(quantum dot solid)의 제조방법에 관한 기술이 미국특허 제6,139,626호에 기재되어 있다. 상기 미국특허 제6,139,626호에는 템플릿 내에 형성된 기공에 콜로이드형 나노결정을 주입하여 열처리 등을 통해 양자점 고체로 형성시키는 기술이 기재되어 있으나, 본원발명과 달리 와이어 형상의 기공이 아닌 격자 모양의 기공이 형성된 템플릿을 사용하기 때문에 그로부터 형성된 생성물의 형태가 상이하다.
이상과 같이 기존에 알려진 대부분의 나노와이어의 제조방법들은 물성이 우수한 나노와이어를 저렴한 비용으로 대량생산하는데 적합하지 아니하므로, 직진성 및 배열성 등의 물성이 우수하고 제조비용이 저렴한 나노와이어의 제조방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 기술적 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 긴 와이어 형상의 기공이 형성된 다공성 템플릿을 이용하여 나노입자 또는 나노입자 전구체를 기공에 주입하고 나노 와이어로 형성시킴으로써 직경 및 길이의 조절이 용이할 뿐만 아니라 직진성 및 배열성이 우수한 나노 와이어를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특성의 제어가 용이하고 제조가 간단하며 다양한 기능성을 갖는 나노와이어 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 방법에 의해서 제조되는 특성이 우수하고 제조비용이 저렴한 소자를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
(a) 긴 와이어 형상의 다수의 기공을 포함하는 다공성 템플릿을 제공하는 단계;
(b) 상기 기공 내에 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입하는 단계; 및
(c) 상기 기공 내의 나노입자 또는 나노입자 전구체를 나노 와이어로 형성시키는 단계를 포함하는 나노 와이어의 제조방법에 관계한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은
매트릭스 내에 형성된 다수의 와이어 형상의 기공을 포함하는 다공성 템플릿 및
상기 기공 내에 형성된 나노와이어를 포함하며,
상기 각각의 나노와이어의 크기나 모양 또는 크기와 모양이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체에 관계한다. 본 발명의 나노와이어 구조체에서 크기나 모양이 서로 상이한 기공 내의 나노와이어는 서로 상이한 조성을 가질 수 있다. 또한, 서로 상이한 나노입자 또는 나노입자 전구체들은 서로 상이한 물리화학적 특성(예를 들어, 유전율, 굴절률, 전도성 등)을 가질 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은 본 발명의 방법에 의해 제조되는 나노 와이어를 포함하는 전자 소자 또는 광학소자에 관계한다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 템플릿을 이용하여 나노 와이어를 제조하는 원리를 설명하기 위한 모식도이다. 본 발명의 방법에 의해서 나노와이어를 제조하는 경우에는 다공성 템플릿을 이용한다. 이러한 템플릿은 매트릭스 내에 임베디드 될 수 있고 길이 방향으로 형성된 긴 와이어 형상의 기공을 다수 포함한다. 먼저, 이러한 다공성 템플릿을 준비하고나서(a 단계), 다공성 템플릿의 기공 내에 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입한다(b 단계). 나노입자 또는 나노입자 전구체의 주입이 완료되면 열처리 등에 의해 나노입자 또는 나노입자 전구체를 나노 와이어로 형성시킨다(c 단계).
본 발명에서는 다공성 템플릿의 기공들을 손쉽게 조절할 수 있기 때문에, 제조되는 나노 와이어의 직경 및 길이를 조절할 수 있고, 물질이나 조성을 변화시킴으로써 초격자(superlattice), 또는 하이브리드(hybrid)의 복합 구조물로 형성할 수 있다. 또한, 나노와이어의 외주면을 도펀트로 도핑시켜 도핑(dopping)된 나노 와이어를 제조할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 제조방법을 각 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(a) 다공성
템플릿을
제공하는 단계
본 발명은 나노 와이어를 제조하기 위하여 긴 와이어 형상의 다수의 기공을 포함하는 다공성 템플릿을 사용하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 템플릿은 직경보다 길이가 길은 와이어 형상이고 그 안에 다수의 기공들(holes)을 포함한다.
다공성 템플릿 내에 형성된 기공에 나노입자를 주입하여 양자점 고체를 형성하는 기술이 미국특허 제6,139,626호에 소개된 바 있으나, 상기 종래기술에서 사용하고 있는 템플릿의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명과는 명확하게 구별된다.
즉, 템플릿 내에 기공이 형성되어 있기는 하지만 이는 와이어 형태로 형성된 기공이 아니며, 보이드(void) 예를 들어, 실리카(SiO2)가 격자로 형성된 템플릿 을 사용하기 때문에 격자 모양의 기공 내에 나노입자를 주입할 경우 방사상 분포가 불규칙한 형태가 된다. 설사 이러한 기공들이 연속적으로 존재한다고 해도 결코 와이어 형태가 될 수 없기 때문에 나노입자를 주입하여 열처리하더라도 최종적으로 형성된 생성물은 불규칙한 형상의 양자점 고체가 된다.
그러나 본 발명에서는 특징적으로 와이어 형상의 기공이 형성된 템플릿을 이용하여 각 기공 내에 나노입자 등을 주입하기 때문에 결과적으로 규칙성 및 배열성이 우수한 나노 와이어를 수득할 수 있게 된다. 본 발명에서는 다공성 템플릿의 크기, 길이 및 기공 간격을 필요한 사양으로 만들어 줌으로써 원하는 응용에 적절한 나노 와이어를 만들 수 있다.
본 발명에서 상기 템플릿은 유리, 실리카 및 TiO2, ZnO, SnO2, WO3 등의 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성될 수 있다. 또한 다공성 템플릿이 매트릭스 내에 임베디드되는 경우에 매트릭스는 금속산화물 또는 절연성 폴리머로 형성될 수 있다.
상기와 같은 템플릿 재료를 이용하여 길이방향으로 와이어 형상의 기공을 제작하는 공정은 구체적으로 다음과 같이 수행될 수 있다.
템플릿의 제작은 기본적으로 템플릿 모재를 만드는 공정과 모재로부터 템플릿 형태를 추출하는 공정으로 나누어진다. 기공의 형성은 추출하는 과정의 추출 속도, 냉각조건 등에 따라 결정이 되며, 특히 모재에 원하는 기공의 형태를 미리 가공해 줌으로써 추출 과정을 통하여 원래 형태가 나노 크기로 축소된 구조를 얻는 것도 가능하다.
상기 다공성 템플릿의 직경이나 높이는 자유도가 높으므로 나노 와이어가 성장되는 기판의 크기에 따라 선택이 가능하지만, 직경이 1nm~1mm, 높이가 100nm~1mm인 것이 바람직하다. 템플릿은 기판의 크기에 따라 여러 개를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 다공성 템플릿 내의 기공은 제조하고자 하는 나노 와이어의 규격에 따라 달라지며 직경이 1~100nm, 및 기공간 간격이 2nm~1㎛인 것이 바람직하다.
더욱이 본 발명에서는 다공성 템플릿 내의 기공의 크기 및/또는 형상을 서로 상이하게 제어하거나 각 기공 내에 주입되는 나노입자 또는 나노입자 전구체의 조성을 달리함으로써 다기능성(multifunctional) 나노 와이어 또는 나노와이어/템플릿 복합체를 제조할 수 있다. 또한 나노와이어의 재료로는 서로 상이한 나노입자 또는 나노입자 전구체를 사용하거나 유전율, 굴절률, 전도성 등의 물리화학적 특성이 상이한 재료들을 사용할 수 있다.
(b) 나노입자 또는 나노입자 전구체 주입 단계
본 발명에서 나노입자는 톨루엔과 같은 적절한 용매에 분산시켜 주입하게 되는데, 기공 사이즈가 나노 크기로 작기 때문에 온도 또는 압력을 템플릿 양단에 차이를 주어 조절하거나, 전기장(electric field) 또는, 기계적 힘(mechanical force)을 가하여 기공에 주입하는 것이 바람직하다.
이외에도, 나노입자 대신 나노입자 전구체를 적절한 용매에 넣어 기공 내 에 주입함으로써 나노입자로 형성시킬 수도 있다. 구체적으로, 상기 나노입자 전구체는 금속 전구체(metal precursor)와 칼코게나이드 전구체(chalcogenide precursor)를 따로 첨가하여 반응시키거나, 또는 단일계 전구체를 사용하는 방법이 알려져 있다.
구체적으로, 상기 금속 전구체로는 카드뮴 클로라이드(CdCl2), 카드뮴 아세테이트(Cd(CH3COO)2), 카드뮴 옥사이드(CdO), 디메틸 카드뮴(Cd(CH3)2), 징크 클로라이드(ZnCl2), 징크 아세테이트(Zn(CH3COO)2), 디메틸 징크(Zn(CH3)2), 리드 클로라이드(PbCl2), 리드 아세테이트(Pb(CH3COO)2) 등을 예로 들 수 있다. 칼코게나이드 전구체로는 트리옥틸포스핀(TOP) 내의 셀레늄, 셀레니어스 애시드(H2SeO3), 비스(트리메틸실릴) 셀레늄((TMS)2Se), 비스(트리메틸실릴) 설퍼(TMS)2S, 티오우레아(NH2CSNH2), 티오아세트아미드(CH3CSNH2), 소디음 텔루레이트(Na2TeO4 ), 비스(터셔러-부틸(디메틸실릴) 텔루리움(BDMS)2Te, NaHTe 을 예로 들 수 있다.
한편, 단일계 전구체로는 트린데이트(Trindade) 등이 발표한 논문 (Chem. Mater. 9, 523, 1997) 에 잘 나타나 있는 바와 같이 CdS를 합성하는 경우 CdS를 기본 구조에 포함한 전구체, [Cd(S2 CNEt2)2]2, [NpCdS2 CNEt2]2 (이때 Np는 neo-pentyl), [MeCdS2 CNEt2]2 (이때 Me는 methyl) 또는 CdSe를 합성할 경우 CdSe를 기본 구조에 포함한 전구체, [Cd(Se2 CNEt2)2]2, [NpCdSe2 CNEt2]2, [MeCdSe2 CNEt2]2 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이러한 전구체의 범위로 한정되지는 않는다.
상기 나노입자 전구체를 용해시키는 용매는 탄소수 6 내지 22의 알킬 포스핀, 탄소수 6 내지 22의 알킬 포스핀 옥사이드, 탄소수 6 내지 22의 알킬 아민 또는 그의 혼합물을 예로 들 수 있다.
이때, 나노입자 또는 나노입자 전구체의 조성을 순차적으로 변화시키거나 동시에 주입함으로써 초격자(superlattice) 또는 하이브리드(hybrid)의 복합 구조물로 형성할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다공성 템플릿의 기공 내에 상이한 종류의 나노입자를 번갈아 주입함으로써 복합 물질 구조의 나노와이어를 제조할 수 있다. 또한 도펀트로 도핑시켜 도 4에 도시된 바와 같은 도핑(dopping)된 나노 와이어를 제조할 수도 있다.
본 발명에서 상기 나노입자는 II-VI족, III-V족, IV-VI족 또는 IV족 화합물 반도체, 금속 입자, 마그네틱 입자 및 양자점을 예로 들 수 있으며, 바람직한 예는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si, Ge를 포함하나, 반드시 이들로 국한되는 것은 아니다. 또한 본 발명에서는 코어-쉘 합금 구조의 나노입자(또는 양자점)도 사용될 수 있다.
(c) 나노
와이어로
형성시키는 단계
이와 같이, 다공성 템플릿의 기공 내에 나노입자 또는 나노입자 전구체가 주입되면 열처리, 전기 저항 가열, 기계적인 압력 등의 방법에 의해 나노 와이어로 형성시킨다. 주입된 나노 입자는 이런 방법을 통하여 녹는점 이상으로 가열이 됨으로써 서로 연결이 되어 와이어 구조를 형성하게 된다. 이때 상기 열처리는 100℃ 이상에서 1분 이상 동안 수행될 수 있다. 본 방법에 의해서 제조되는 나노와이어는 탄소나노튜브일 수 있다.
만일 템플릿이 제거된 나노 와이어 형태로 사용하고자 하는 경우에는 템플릿을 제거할 수 있다. 이러한 템플릿의 제거는 템플릿만을 선택적으로 제거하는 화학적 처리에 의해 행할 수 있다. 예를 들어, 불산 등의 에천트를 사용하여 템플릿을 제거할 수 있다.
다른 양상에서 본 발명은 매트릭스 내에 형성된 다수의 와이어 형상의 기공을 포함하는 다공성 템플릿 및 상기 기공 내에 형성된 나노와이어를 포함하며, 상기 각각의 나노와이어의 크기나 모양 또는 크기와 모양이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체에 관계한다. 즉, 본 발명의 나노와이어 구조체 나노와이어의 크기, 모양, 정렬, 조성 등이 다양하게 제어될 수 있어 다양한 기능성을 가질 수 있다.
본 발명의 나노와이어 구조체에서 상이한 기공 내에 형성된 나노 와이어는 서로 다른 조성을 갖거나 유전율, 굴절률, 전도성 등의 물리화학적 특성이 서로 상이할 수 있다. 따라서 일부 나노와이어는 반도체 재료로 형성되고 다른 나노와이어는 금속으로 이루어질 수 있다. 또한 상기 나노와이어는 길이 방향으로 상이한 조성이 반복되는 구조를 갖거나 도핑된 구조를 가질 수 있다.
이러한 다양한 구성의 나노 와이어 구조체의 예들을 도 5a 내지 도 5e에 도시하였다. 도 5a는 나노와이어의 직경을 달리한 본 발명의 나노와이어 구조체의 단면사시도이고, 도 5b는 나노와이어의 직경 및 조성을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이다. 본 발명의 나노와이어 구조체를 이용하여 발광소자를 구성하는 경우에는 나노와이어의 직경을 조절함으로써 양자제한 효과(quantum confinement effect)에 의해 발광되는 색을 조절할 수 있다.
도 5c는 나노와이어의 단면 형상을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이고, 도 5d는 나노와이어의 단면 형상 및 조성을 달리한 나노와이어 구조체의 단면사시도이다. 본 발명에서는 템플릿의 형상을 제어함으로써 나노와이어의 단면 형상도 용이하게 제어할 수 있다. 각각의 나노와이어는 조성이 서로 상이하거나 유전율, 굴절률, 전도성 등의 물리화학적 특성이 상이한 것일 수 있다. 또한 5e에 도시한 바와 같이, 나노와이어 구조체 내의 각각의 나노와이어의 직경을 달리하고 나노와이어의 조성을 달리하는 것 이외에 매트릭스 자체의 조성도 SiO2 대신에 절연성 폴리머로 변경할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 상기 방법으로 형성된 직진성 및 배열성이 좋은 나노 와이어를 포함하는 소자에 관계한다. 이러한 소자는 다양한 종류의 전자소자 또는 광소자가 될 수 있다. 구체적으로, 상기 소자에는 FET(Field Effect Transistor)와 같은 전자 소자, 센서, 광검출소자(photodetector), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 및 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), EL(electroluminescence)소자, PL(photoluminescence)소자, CL(Cathodeluminescence)소자가 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, EL소자를 예로 들어 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 EL 소자를 나타내는 개략도이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 의한 EL 소자는 기판(10); 제 1 전극층(20); 매트릭스 내에 임베디드 되어 있는 다공성 템플릿의 기공을 따라 형성된 나노 와이어(30); 및 제 2 전극층(40)을 포함하여 구성될 수 있다.
일반적으로, 통상의 방법으로 얻어진 나노 와이어를 이용한 EL 소자의 경우 성장된 나노 와이어의 직진성 확보가 어렵고 나노 와이어 사이를 다른 물질로 채우고 전극 형성을 하게 되어 공정이 복잡해지나, 본 발명에 따른 방법으로 형성된 나노 와이어를 이용하게 되면 가시광 영역에서 투명한 템플릿을 포함하기 때문에 제조 즉시 전극 형성이 용이하여 저렴하고 간단한 공정에 의해 발광 소자를 제조할 수 있다.
나노와이어는 직경에 따라서 또는 조성에 따라서 상이한 파장의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 나노 와이어가 ZnO로 제조되는 경우에는 자외선을 발광하게 되고, Si인 경우에는 적외선이 발광되며, GaN인 경우에는 자외선 또는 청색광이 발광되고, InGaN인 경우에는 청색광이 발광될 수 있다. 나노입자가 가시광 영역의 밴드갭을 갖는 경우에는 가시광 발광소자를 구현할 수 있고, 나노입자가 UV 영역의 밴드갭을 갖는 경우에는 UV 발광소자를 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 나노 와이어(30)는 각각 p형 또는 n형으로 도핑되어 있 거나 p-n 도핑되어 다이오드 특성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 나노 와이어의 p-형 도핑 부분은 나노와이어의 외주에 전기친화도가 큰 p형 도핑 물질이 흡착되고, n형 도핑 부분은 나노와이어의 외주에 이온화 전위가 낮은 n형 도핑 물질이 흡착된다.
본 발명에서 나노와이어를 제외한 기판(10), 제 1 전극층(20), 제 2 전극층(30)은 통상의 EL 소자에 사용되는 재료를 사용하여 통상의 제작방법에 따라 제작할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1: 나노
와이어의
제조
기공 직경 20nm, 기공 사이의 간격 40nm를 갖는 길이 1㎛의 와이어 형상 기공이 형성된 직경 100㎛의 다공성 템플릿을 기판 위에 올려 놓고 톨루엔에 분산된 CdSe 나노 입자를 템플릿 표면에 뿌린다. 템플릿 밑부분의 압력을 매우 짧은 시간 동안 윗부분 보다 상대적으로 낮추어서 나노입자가 기공내로 주입되도록 한다. CdS 나노입자 주입 후 200℃에서 10분 동안 열처리하여 나노와이어를 형성시켰다.
실시예 2:
EL
발광소자의 제조
ITO가 패터닝되어 있는 유리 기판 상부에 상기 실시예 1과 같이 동일한 방법 으로 나노 와이어를 제조하고 포토 공정을 이용하여 전극을 형성하였다. 나노와이어층 상부에 Ti를 20nm 두께로 증착하고, 다시 금을 100nm 두께로 증착하여 제 2 전극층을 형성함으로써 EL 소자를 제조하였다.
이상에서 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 탄소나노튜브의 제조에도 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면 간단한 공정에 의해 나노 와이어의 직경 및 길이를 자유롭게 조절할 수 있고, 직진성 및 배열성이 우수한 나노 와이어를 제조할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 다공성 템플릿의 기공의 크기, 모양 또는 나노와이어 재료의 조성을 다양하게 제어함으로써 다기능성 나노와이어를 제조할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 나노와이어는 각종 전자소자 및 광소자의 제조에 응용될 수 있는데, 이 경우 전자 소자의 특성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있다.
Claims (28)
- (a) 긴 와이어 형상의 다수의 기공을 포함하는 다공성 템플릿을 제공하는 단계;(b) 상기 기공 내에 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입하는 단계; 및(c) 상기 기공 내의 나노입자 또는 나노입자 전구체를 나노 와이어로 형성시키는 단계를 포함하는 나노 와이어의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 다공성 템플릿이 유리, 실리카 및 TiO2, ZnO, SnO2, 및 WO3와 같은 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성된 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 다공성 템플릿이 매트릭스 내에 임베디드되어 있고 상기 매트릭스가 금속산화물 또는 절연성 폴리머임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 다공성 템플릿의 직경이 1nm~1mm 이고, 높이가 100nm~1mm 인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 기공의 직경이 1~100nm이고, 기공 간의 간격이 2nm~1 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 다공성 템플릿이 서로 상이한 형상을 가지는 다수의 기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 다공성 템플릿이 서로 상이한 크기의 다수의 기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 또는 나노입자 전구체 주입 단계가 나노 입자 또는 나노입자 전구체를 용매에 분산시켜 템플릿 양단의 온도 또는 압력을 조절하거나, 전기장(electric field) 또는 기계적 힘(mechanical force)을 가하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 또는 나노입자 전구체 주입 단계가 상기 다공성 템플릿 내의 서로 상이한 기공 내에 다른 조성의 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입하는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 방법이 모양 또는 형상이 상이하거나 모양과 형상이 상이한 기공 내에 유전율, 굴절율, 또는 전도성이 상이한 나노입자 또는 나노입자 전구체를 주입하는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 또는 나노입자 전구체 주입 단계가 순차적으로 나노입자 또는 나노입자 전구체의 조성을 변경하여 주입하는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 또는 나노입자 전구체가 다른 도펀트와 함께 주입되어 도핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자가 II-VI족, III-V족, IV-VI족 또는 IV족 화합물 반도체, 금속 입자, 마그네틱 입자 및 양자점으로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 나노입자가 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si 및 Ge로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자가 코어-쉘 구조인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 전구체 주입 단계가 금속 전구체(metal precursor)와 칼코게나이드 전구체(chalcogenide precursor)를 개별적으로 첨가하여 반응시키는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노입자 전구체 주입 단계가 단일계 전구체를 사용하는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노 와이어 형성단계가 열처리, 전기 저항 가열, 또는 기계적인 압력에 의해 나노입자를 융점 이상으로 가열하여 서로 응집시키는 단계임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 나노 와이어가 탄소나노튜브임을 특징으로 하는 방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 방법이 상기 매트릭스 내의 템플릿을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 매트릭스 내에 형성된 다수의 와이어 형상의 기공을 포함하는 다공성 템플릿 및상기 기공 내에 형성된 나노와이어들을 포함하며,상기 각각의 나노와이어의 크기나 모양 또는 크기와 모양이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체.
- 제 21항에 있어서, 서로 상이한 기공 내에 형성된 나노 와이어들이 서로 다른 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체.
- 제 21항에 있어서, 상기 나노와이어가 길이 방향으로 상이한 조성이 반복되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체.
- 제 21항에 있어서, 각 기공 내의 나노와이어가 서로 상이한 물리화학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 와이어 구조체.
- 제 1항의 방법에 의해 제조된 나노 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자.
- 제 25항에 있어서, 상기 소자가 전자 소자, 센서, 광검출소자 (photodetector), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), EL(electroluminescence)소자, PL(photoluminescence)소자, 및 CL(Cathodeluminescence)소자로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으 로 하는 소자.
- 제 26항에 있어서, 상기 EL 소자가 기판, 제 1 전극층, 매트릭스 내에 형성된 나노와이어 및 제 2 전극층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 소자.
- 제 25항에 있어서, 상기 나노 와이어가 각각 p형 또는 n형 도핑되어 있거나 p-n 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 소자.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100858978B1 (ko) * | 2007-09-13 | 2008-09-17 | 웅진케미칼 주식회사 | 플렉시블 디스플레이 기판 및 이의 제조방법 |
| WO2009035308A3 (en) * | 2007-09-13 | 2009-07-02 | Univ Ind & Acad Collaboration | Metal-polymer hybrid nanomaterials, method for preparing the same method for controlling optical property of the same and optoelectronic device using the same |
| KR100939021B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2010-01-27 | 아주대학교산학협력단 | 나노입자가 포함된 고분자 나노로드 및 그 제조방법 |
| KR100952341B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2010-04-09 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 탄화규소 다공체의 제조방법 및 그로부터 제조된 탄화규소다공체 |
| WO2010118321A2 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Clean Cell International Inc. | Composite nanorod-based structures for generating electricity |
| WO2011111943A2 (ko) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | 경기대학교 산학협력단 | 나노 와이어를 갖는 발광 표시 장치 |
| KR101327074B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2013-11-07 | 주식회사 나노픽시스 | 나노 와이어 및 이의 제조 방법 |
| KR101326952B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2013-11-13 | 주식회사 나노픽시스 | 나노 와이어 및 이의 제조방법 |
| WO2014126296A1 (ko) * | 2013-02-12 | 2014-08-21 | 한국화학연구원 | 다공성 탄소물질을 이용한 금속 함유 입자 형성방법 |
| KR101507537B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-04-24 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 전극 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
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| KR20180062597A (ko) * | 2016-12-01 | 2018-06-11 | 한국세라믹기술원 | 상온 구동형 가스센서의 제조방법 |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN102515564B (zh) * | 2011-12-08 | 2013-10-30 | 浙江理工大学 | 一种氧化镍电致变色薄膜及其制备方法 |
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| CN106825601B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-03-29 | 西安交通大学青岛研究院 | 一种银纳米线的制备方法 |
| CN106960884A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-18 | 黄晓敏 | 点阵式光电探测器 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20010099655A (ko) * | 1998-09-28 | 2001-11-09 | 블라디미르 맨체프스키 | Ｍｅｍｓ 장치의 기능 소자로서의 탄소 나노튜브를제조하기 위한 방법 |
| WO2004069735A1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Nanocluster Devices Ltd. | Templated cluster assembled wires |
-
2006
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100858978B1 (ko) * | 2007-09-13 | 2008-09-17 | 웅진케미칼 주식회사 | 플렉시블 디스플레이 기판 및 이의 제조방법 |
| WO2009035308A3 (en) * | 2007-09-13 | 2009-07-02 | Univ Ind & Acad Collaboration | Metal-polymer hybrid nanomaterials, method for preparing the same method for controlling optical property of the same and optoelectronic device using the same |
| KR100952341B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2010-04-09 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 탄화규소 다공체의 제조방법 및 그로부터 제조된 탄화규소다공체 |
| KR100939021B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2010-01-27 | 아주대학교산학협력단 | 나노입자가 포함된 고분자 나노로드 및 그 제조방법 |
| WO2010118321A2 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Clean Cell International Inc. | Composite nanorod-based structures for generating electricity |
| WO2010118321A3 (en) * | 2009-04-10 | 2011-01-13 | Clean Cell International Inc. | Composite nanorod-based structures for generating electricity |
| WO2011111943A2 (ko) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | 경기대학교 산학협력단 | 나노 와이어를 갖는 발광 표시 장치 |
| WO2011111943A3 (ko) * | 2010-03-08 | 2012-01-05 | 경기대학교 산학협력단 | 나노 와이어를 갖는 발광 표시 장치 |
| KR101327074B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2013-11-07 | 주식회사 나노픽시스 | 나노 와이어 및 이의 제조 방법 |
| KR101326952B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2013-11-13 | 주식회사 나노픽시스 | 나노 와이어 및 이의 제조방법 |
| US9956616B2 (en) | 2011-07-29 | 2018-05-01 | Lg Innotek Co., Ltd. | Nano-wire and method for manufacturing the same |
| WO2014126296A1 (ko) * | 2013-02-12 | 2014-08-21 | 한국화학연구원 | 다공성 탄소물질을 이용한 금속 함유 입자 형성방법 |
| KR101507537B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-04-24 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 전극 복합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR20180062597A (ko) * | 2016-12-01 | 2018-06-11 | 한국세라믹기술원 | 상온 구동형 가스센서의 제조방법 |
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