KR20070115497A - 나노입자의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents
나노입자의 제조방법 및 제조장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070115497A KR20070115497A KR1020060050018A KR20060050018A KR20070115497A KR 20070115497 A KR20070115497 A KR 20070115497A KR 1020060050018 A KR1020060050018 A KR 1020060050018A KR 20060050018 A KR20060050018 A KR 20060050018A KR 20070115497 A KR20070115497 A KR 20070115497A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nanoparticles
- nanoparticle
- chamber
- anode
- cathode
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229940038384 octadecane Drugs 0.000 claims description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- -1 for example Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000366 colloid method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2202/00—Treatment under specific physical conditions
- B22F2202/13—Use of plasma
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2304/00—Physical aspects of the powder
- B22F2304/05—Submicron size particles
- B22F2304/054—Particle size between 1 and 100 nm
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
본 발명은 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 스퍼터링을 이용하여 나노입자를 제조함에 있어서 전기장 및 진공 조건 등을 용이하게 조절할 수 있고, 간단한 과정으로 나노입자를 회수할 수 있는 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 미세하고 균일한 입자크기의 나노입자를 제조할 수 있으며, 단순화된 공정으로 나노입자의 순도가 높이고 생산성을 향상시킬 수 있다.
나노입자, 플라즈마, 스퍼터링, 유체, 비전해질 용액, 접착성 필름, 회전롤러
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노입자 제조장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법을 보여주는 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노입자 제조장치의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 챔버 11: 캐소드
12: 애노드 20: 금속 타겟
30: 나노입자 수집부 31: 유체
40: 전압 발생장치 50: 진공 펌프
60: 기체 주입 입구 70: 접착성 필름
80, 81: 회전롤러
본 발명은 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 특히 공정 조건을 조절하기 용이하고 간단한 공정으로 나노입자를 회수함으로써, 순도가 높고 편차가 적은 나노입자를 제조할 수 있는 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 나노입자를 제조하기 위한 방법으로는 기상법과 액상법(colloid법), 초임계 유체를 이용하는 방법 등이 많이 사용되고 있다.
이 중 플라즈마나 기체 증발법을 사용하는 일반적인 기상법의 경우 수십 nm 크기의 금속 나노입자를 대량 합성하는 것이 가능하지만 30nm이하의 작은 금속 나노입자를 합성하기가 어려운 한계가 있다. 또한, 스퍼터링에서부터 나노입자의 생성까지의 과정이 수 나노초(nanosecond) 동안에 이루어지기 때문에 제조되는 나노입자의 크기를 제어하는 것이 어렵다. 따라서, 입자크기가 불균일하여 입도분포의 편차가 크고, 원하는 나노크기의 입자들을 선별하는 과정을 거칠 경우 생산수율이 낮아질 수 있다.
열적 환원법이나 상 이동법과 같은 용액법으로 금속 나노입자를 제조하는 경우 다양한 입자의 크기 조절이 가능하고, 수 nm의 균일한 모양 및 입자 분포를 가지는 금속 나노입자를 합성하는 것이 가능하며, 분산성 확보가 용이하다는 장점을 갖는다. 그러나 나노입자의 크기가 전구체의 농도에 따라 결정되기 때문에, 작은 크기의 나노입자를 제조하기 위하여는 전구체의 농도가 낮아야 한다. 따라서, 전구체의 농도가 0.01M 이하에서 균일한 크기의 나노입자의 형성이 가능하여 그램 단 위 이상으로 균일한 크기의 금속 나노 입자를 얻기 위해서는 1000 리터 이상의 반응기가 요구된다. 따라서, 효율적인 대량생산에 제한을 받고 있으며, 공정상 세척, 분리 등의 추가공정이 필요하여 제조공정이 복잡해진다. 또한, 상 이동법에 의할 경우 상 이동제가 반드시 요구되어 생산비용의 증가의 원인이 되고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공정조건을 조절하기 용이하고 간단한 공정으로 나노입자를 회수함으로써, 순도가 높고 입자의 크기분포 편차가 적은 나노입자의 제조방법 및 이에 사용되는 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에서는,
캐소드 및 애노드를 구비한 챔버의 내부에서, 상기 캐소드 상에는 금속 타겟(target)을 장착하고, 상기 애노드 상에는 나노입자 수집부를 장착하는 단계;
상기 챔버의 내부를 진공시키는 단계;
상기 챔버의 내부에 기체를 주입하는 단계;
상기 캐소드 및 애노드 사이에 전기장을 형성시켜 기체 양이온을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계;
상기 기체 양이온으로 상기 금속 타겟을 스퍼터링하여 나노입자를 발생시키 는 단계; 및
상기 나노입자 수집부에서 발생된 나노입자를 수집하는 단계;
를 포함하는 나노입자의 제조방법를 제공한다.
바람직하게, 상기 금속 타겟은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속재료가 사용될 수 있다.
상기 진공 단계는 챔버 내의 압력이 10-4 내지 10-6 Torr의 범위에 있도록 하고, 상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m인 것이 바람직하다. 이때 발생되는 나노입자는 원자, 분자 또는 클러스터 형태일 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 포집, 분산시키기 위한 비전해질 용액의 유체 저장부로 구성된다. 여기에서, 상기 비전해질 용액은 옥타데칸, 폴리에틸렌글리콜 및 헥사데칸으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 접착시키기 위한 접착성 필름으로 구성될 수 있다. 이 같은 경우 발생된 나노입자를 접착성 필름 상에 접착시켜 회전롤러로 이동시킴으로써 나노입자를 수집할 수 있다. 상기 수집단계는 상기 접착성 필름을 가용성 용매에 용해시켜 나노입자를 수거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는,
내부에 캐소드 및 애노드를 포함하는 챔버;
상기 캐소드 상에 장착되는 금속 타겟(target);
상기 애노드 상에 장착되는 나노입자 수집부; 및
상기 캐소드 및 애노드 사이에 전기장을 형성시키기 위한 전압 발생장치;
를 포함하는 나노입자 제조장치를 제공한다.
상기 금속 타겟은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속재료가 사용될 수 있다.
또한, 상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m로 조절되는 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 포집, 분산시키기 위한 비전해질 용액의 유체 저장부로 구성될 수 있으며, 상기 비전해질 용액은 옥타데칸, 폴리에틸렌글리콜 및 헥사데칸으로 이루어진군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 접착시키기 위한 접착성 필름으로 구성될 수 있으며, 상기 나노입자 수집부는 상기 접착성 필름을 이동시켜 감을 수 있는 회전롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 나노입자 제조장치는 상기 챔버에 연결되는 것으로 상기 챔버의 내부를 진공시키기 위한 진공펌프를 더 포함할 수 있으며, 또한 상기 챔버에 연결되는 것으로 상기 챔버의 내부에 기체를 주입하기 위한 기체 주입장치를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 플라즈마 스퍼터링을 이용한 나노입자의 제조방법 및 제조장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노입자의 제조방법 및 이에 이용되는 제조장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노입자 제조장치는 챔버(10), 금속 타겟(target)(20), 나노입자 수집부(30) 및 전압 발생장치(40)를 포함하여 구성된다.
챔버(10)는 스퍼터링 반응이 일어나는 반응기로서, 챔버(10)의 내부에는 캐소드(11) 및 애노드(12)가 대응하여 위치한다. 상기 캐소드(11) 상에는 금속 타겟(20)이 장착되며, 이에 대응되는 애노드(12) 상에는 나노입자 수집부(30)가 장착되어 위치한다. 상기 캐소드(11)와 애노드(12) 사이는 플라즈마 방전이 형성되는 공간이다. 상기 챔버(10)의 일측에는 캐소드(11)와 애노드(12) 사이에 전기장을 형성시키기 위한 전압 발생장치(40)가 장착된다. 또한 상기 나노입자 제조장치는 상기 챔버(10)의 내부를 진공시키기 위한 진공펌프(50)가 연결되어 있으며, 상기 챔버(10) 일측에 기체가 주입될 수 있는 입구(60)가 마련되어 있어 여기에 기체 주입장치(도시하지 않음)가 연결될 수 있다.
상기 금속 타겟(20)은 나노입자로 만들고자 하는 물질로서, 예를 들어 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 이들의 합금 등과 같은 금속 재료를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 산화마그네슘(MgO), 산화칼 륨(CaO) 등과 같은 산화물질을 금속 타겟(20)의 재료로 사용할 수 있다. 이외에도 많은 고체물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 나노입자 수집부(30)는 나노입자를 포집하고 분산시키기 위하여 비전해질 용액의 유체 저장부로 구성될 수 있다. 챔버(10) 내 공간은 진공상태로 유지되므로 상기 유체(31)는 증발되더라도 챔버 내부의 장비를 손상시키지 않도록 하기 위하여 비이온성일 필요가 있고, 또한 수집된 금속 나노입자와의 반응이 일어나지 않도록 비전해질의 용액으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 유체(31)의 구체적인 예로는 옥타데칸, 폴리에틸렌글리콜 및 헥사데칸 등을 들 수 있으며, 위의 조건을 만족시키는 용액이라면 모두 다 사용가능하다. 이와 같은 유체(31)는 단독 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같이 구성되는 챔버(10)의 내부는 플라즈마 방전을 위하여 내부공간이 마련되며 그 내부공간은 상기 진공펌프(50)를 이용하여 진공상태로 유지된다. 챔버(10) 내부는 10-4 내지 10-6 Torr 범위의 압력을 유지하는 것이 바람직하다. 또한 상기 챔버(10)의 내부는 플라즈마 방전을 위한 기체, 예컨대 아르곤 가스가 채워진다.
상기 전압 발생장치(40)는 캐소드(11)와 애노드(12) 사이에 전압을 인가하여전기장을 발생시키며, 발생된 전기장은 챔버(10) 내부에 채워진 기체를 방전시켜 기체 양이온을 포함하는 플라즈마를 발생시킨다. 여기에서 상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m로 조절된다. 이때 플라즈마에 포함되어 있는 기체 양이온은 캐소 드(12) 방향으로 가속되어 금속 타겟(20)의 표면에 충돌하게 된다. 이렇게 충돌시킨 금속 타겟(20)의 물질은 원자, 분자 또는 클러스터 형태로 표면에서 밖으로 튀어나온다.
상기 애노드(12)는 이와 같이 발생된 나노입자를 끌어당겨 나노입자 수집부(30)에서 나노입자를 수집한다. 상기 나노입자 수집부(30)는 비전해질 용액의 유체를 사용하여 발생된 나노입자를 용해시킴으로써, 별도의 세척, 분리 과정 없이 나노입자를 분산시켜 보관할 수 있는 나노유체로 직접 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 나노입자 제조장치는 전기장의 세기와 진공의 정도 등을 용이하게 조절함으로써 나노 사이즈의 균일하고 안정적인 나노입자를 제조할 수 있으며, 특히 구리와 같이 산화가 잘되는 금속 나노입자의 경우에도 진공 상태에서 비증발성 용액을 이용하여 산화를 방지할 수 있어 순도가 높은 나노입자의 제조가 가능하다.
이하에서는 도 1을 참조하여, 도 1의 나노입자 제조장치를 이용한 나노입자의 제조방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 캐소드(11) 및 애노드(12)를 구비한 챔버의 내부에서, 상기 캐소드(11) 상에는 금속 타겟(target)(20)을 장착하고, 상기 애노드(12) 상에는 나노입자 수집부(13)를 장착한다. 상기 나노입자 수집부(30)에는 비전해질 용액의 유체(31)가 저장된다.
다음에는 상기 챔버(10)의 내부를 상기 진공펌프(50)에 의하여 진공상태로 만들어 준다. 챔버(10) 내부의 압력은 10-4 내지 10-6 Torr를 유지하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 챔버(10)를 진공상태로 유지하면서, 기체 주입장치(도시안함)를 이용하여 챔버(10) 일측에 마련된 입구(60)를 통하여 기체를 주입한다. 이때 사용할 수 있는 기체로는 아르곤 가스와 같은 비활성 기체, 질소 가스, 필요에 따라 산소 가스 등을 단독, 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 도 1에서는 아르곤 가스를 주입하는 경우를 예를 들어 설명하였다.
다음으로 전압 발생장치(40)를 통하여 캐소드(11) 및 애노드(12) 사이에 전기장을 형성시켜, 방전에 의하여 챔버(10) 내부의 공간에 주입된 기체를 플라즈마로 형성시킨다. 상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m인 것이 바람직하다. 이와 같이 발생된 플라즈마에 포함되는 기체 양이온, 예컨대 아르곤 양이온은 음의 바이어스 전압이 인가되는 캐소드 방향으로 가속되어 금속 타겟(20) 표면에 충돌한다. 이와 같은 스퍼터링에 의하여 금속 타겟(20)을 이루는 금속 입자가 원자, 분자 또는 클러스터 형태의 나노입자로 금속 타겟(20) 표면을 탈출하게 된다.
상기 발생된 나노입자는 양의 바이어스 전압이 인가되어 있는 애노드(12) 방향으로 이끌리어 나노입자 수집부(30)에 수집된다. 이와 같이 수집된 나노입자는 비전해질의 유체(31) 내에 포집, 분산되므로 나노입자의 회수가 용이하다. 따라서, 이러한 유체 상태로 나노입자를 직접 보관하는 것이 가능하고, 이를 필요한 공정에 바로 사용할 수 있어 제조과정을 단순화시키고 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 나노입자가 진공상태에서 제조되므로 산화를 방지시켜 나노입자의 순도 를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종래의 액상법의 경우 공정상의 반응용액, 반응시간이나 반응온도의 미세한 변화에도 나노입자의 크기가 변하므로 원하는 나노입자의 크기를 제조하는 수율이 별로 높지 못하는 반면, 본 발명에서와 같이 플라즈마를 이용하여 나노입자를 제조하면 전압조건과 진공조건등을 최적화시켜 편차가 별로 없는 나노입자를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 나노입자들은 5 내지 100nm의 크기를 가지며, 균일한 크기분포를 갖는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노입자 제조장치의 개략적인 단면도이다. 도 1의 실시예와 다른 부분에 대하여만 설명한다. 또한 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하였다.
도 2를 참조하면, 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 접착시키기 위한 접착성 필름(70)으로 구성될 수 있다. 이 같은 경우 스퍼터링에 의하여 발생된 나노입자는 접착성 필름(70) 상에 접착되어 수집된다. 또한, 상기 나노입자 수집부(30)는 회전롤러(80, 81)를 더 포함할 수 있으며, 상기 회전롤러(80, 81)를 이용하여 나노입자가 접착된 상기 접착성 필름(70)을 회전롤러로 이동시켜 말아서 나노입자를 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 나노입자는 상기 접착성 필름을 가용성 용매에 용해시킴으로써 수거될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 나노입자의 제조방법 및 제조장치는 기존의 장비를 이용하여 전기장 및 진공도 등의 조절을 용이하게 함으로써 미세하고 균일한 크기 분포를 가지는 나노입자를 제조할 수 있으며, 특히 나노입자를 회수함에 있어서 비전해질 용액의 유체를 이용하거나 접착성 필름 등을 이용하여 나노입자를 직접 수집할 수 있기 때문에 산화되기 쉬운 입자도 높은 순도로 생산할 수 있다. 또한, 별도의 후속공정을 거치지 않아 생산공정을 단순화시켜 제조비용을 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (18)
- 캐소드 및 애노드를 구비한 챔버의 내부에서, 상기 캐소드 상에는 금속 타겟(target)을 장착하고, 상기 애노드 상에는 나노입자 수집부를 장착하는 단계;상기 챔버의 내부를 진공시키는 단계;상기 챔버의 내부에 기체를 주입하는 단계;상기 캐소드 및 애노드 사이에 전기장을 형성시켜 기체 양이온을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계;상기 기체 양이온으로 상기 금속 타겟을 스퍼터링하여 나노입자를 발생시키는 단계; 및상기 나노입자 수집부에서 발생된 나노입자를 수집하는 단계;를 포함하는 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 금속 타겟은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 진공 단계는 챔버 내의 압력이 10-4 내지 10-6 Torr가 되도록 수행되는 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m인 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 발생된 나노입자는 원자, 분자 또는 클러스터 형태인 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 포집, 분산시키기 위한 비전해질 용액의 유체 저장부로 구성되는 나노입자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,상기 비전해질 용액은 옥타데칸, 폴리에틸렌글리콜 및 헥사데칸으로 이루어진군으로부터 선택되는 하나 이상인 나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 접착시키기 위한 접착성 필름으로 구성되는 나노입자의 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 수집 단계는 나노입자를 접착성 필름 상에 접착시켜 회전롤러로 이동시켜 수집하는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 접착성 필름을 가용성 용매에 용해시켜 나노입자를 수거하는 단계를 더 포함하는 나노입자의 제조방법.
- 내부에 캐소드 및 애노드를 포함하는 챔버;상기 캐소드 상에 장착되는 금속 타겟(target);상기 애노드 상에 장착되는 나노입자 수집부; 및상기 캐소드 및 애노드 사이에 전기장을 형성시키기 위한 전압 발생장치;를 포함하는 나노입자 제조장치.
- 제 11항에 있어서,상기 전기장의 세기는 10 내지 15 kV/m인 나노입자 제조장치
- 제 11항에 있어서,상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 포집, 분산시키기 위한 비전해질 용액의 유체 저장부로 구성되는 나노입자 제조장치.
- 제 13항에 있어서,상기 비전해질 용액은 옥타데칸, 폴리에틸렌글리콜 및 헥사데칸으로 이루어진군으로부터 선택되는 하나 이상인 나노입자 제조장치.
- 제 11항에 있어서,상기 나노입자 수집부는 발생된 나노입자를 접착시키기 위한 접착성 필름으로 구성되는 나노입자 제조장치.
- 제 15항에 있어서,상기 나노입자 수집부는 상기 접착성 필름을 이동시켜 감을 수 있는 회전롤러를 더 포함하는 나노입자 제조장치.
- 제 11항에 있어서,상기 챔버에 연결되는 것으로 상기 챔버의 내부를 진공시키기 위한 진공펌프를 더 포함하는 나노입자 제조장치.
- 제 11항에 있어서,상기 챔버에 연결되는 것으로 상기 챔버의 내부에 기체를 주입하기 위한 기체 주입장치를 더 포함하는 나노입자 제조장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060050018A KR100787000B1 (ko) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 나노입자의 제조방법 및 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060050018A KR100787000B1 (ko) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 나노입자의 제조방법 및 제조장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070115497A true KR20070115497A (ko) | 2007-12-06 |
| KR100787000B1 KR100787000B1 (ko) | 2007-12-18 |
Family
ID=39141952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060050018A KR100787000B1 (ko) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | 나노입자의 제조방법 및 제조장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100787000B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101291060B1 (ko) * | 2010-12-15 | 2013-08-01 | 전자부품연구원 | 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 |
| KR101334195B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2013-11-28 | 전자부품연구원 | 챔버 전체를 포집 유닛으로 이용하는 나노입자 제조 장치 및 나노 입자 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102497991B1 (ko) | 2020-11-25 | 2023-02-10 | 한국표준과학연구원 | 반도체 양자점의 생성과 크기 제어 방법 및 시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030129305A1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-10 | Yihong Wu | Two-dimensional nano-sized structures and apparatus and methods for their preparation |
| KR20050047175A (ko) * | 2003-11-17 | 2005-05-20 | 부산대학교 산학협력단 | 스퍼터링을 이용한 나노 유체의 제조 방법 및 제조장치 |
| KR20050012202A (ko) * | 2004-12-16 | 2005-01-31 | 주식회사 네패스 | 나노 실버가 증착된 공조기 코일 제조방법 |
-
2006
- 2006-06-02 KR KR1020060050018A patent/KR100787000B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101291060B1 (ko) * | 2010-12-15 | 2013-08-01 | 전자부품연구원 | 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 |
| KR101334195B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2013-11-28 | 전자부품연구원 | 챔버 전체를 포집 유닛으로 이용하는 나노입자 제조 장치 및 나노 입자 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100787000B1 (ko) | 2007-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5344676A (en) | Method and apparatus for producing nanodrops and nanoparticles and thin film deposits therefrom | |
| El-Khawaga et al. | Preparation methods of different nanomaterials for various potential applications: A review | |
| Jaworek | Electrospray droplet sources for thin film deposition | |
| US5472749A (en) | Graphite encapsulated nanophase particles produced by a tungsten arc method | |
| US20020136896A1 (en) | Method of preparing electron emission source and electron emission source | |
| EP2769967A1 (en) | Dense material including carbon nanohorns and use thereof | |
| Ayuk et al. | A review on synthetic methods of nanostructured materials | |
| CN111940750B (zh) | 一种合金粉体材料的制备方法 | |
| US20170217841A1 (en) | Porous material including carbon nanohorns and use thereof | |
| KR20110070400A (ko) | 이송식 또는 비이송식 플라즈마 장치를 이용한 벌크 구리로부터 구리 나노분말의 제조방법 | |
| Ivanov et al. | Synthesis of Nanoparticles in a Pulsed-Periodic Gas Discharge and Their Potential Applications | |
| KR100787000B1 (ko) | 나노입자의 제조방법 및 제조장치 | |
| KR100788413B1 (ko) | 열플라즈마를 이용한 나노 복합 분말 제조 방법 | |
| Singh et al. | Unconventional physical methods for synthesis of metal and non-metal nanoparticles: a review | |
| KR101355726B1 (ko) | 플라즈마를 이용하여 기재 표면 위에 부착된 금속 나노입자 제조방법 | |
| JP5647827B2 (ja) | カーボンナノ材料及びその利用 | |
| AU2004246396A1 (en) | Electron emitter and process of fabrication | |
| JP4529504B2 (ja) | 内包フラーレンの製造方法及び製造装置 | |
| CN1090548C (zh) | 碳包金属、碳包金属碳化物纳米磁粉的合成方法 | |
| JP2018123031A (ja) | 材料製造方法、および、材料 | |
| JP4837409B2 (ja) | ナノ粒子製造方法 | |
| JPH09270227A (ja) | 電界電子放出素子およびその作製方法 | |
| KR101291060B1 (ko) | 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 | |
| Alwan et al. | Well-controlled generation process of bimetallic Ag//Au colloidal nanoparticles by non-thermal plasma DC glow discharge | |
| CN108161017A (zh) | 一种用于3d打印的金属粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Publication of correction | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111010 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |