KR20090005972A - Binary alloy single-crystalline metal nanostructures and the fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of binary alloy nanostructure is provided to have a simple process and reproducibility and to mass-produce a binary alloy nanowire or a nano belt of a uniform-size which is not cohered on a mono crystal substrate. A manufacturing method of binary alloy nanostructure comprises steps of: using two materials selected from a first material to a third material, a mixture of the two materials selected from the first material to the third material or a third material as precursor; heat-treating a mono crystal substrate of a semiconductor or a non-conductor positioned at a back-end of a furnace and the precursor positioned at a front-end of the furnace at a state that inert gas flows; forming a binary alloy monocrystal nanowire or a nano belt on the mono crystal substrate. The first material includes metal oxide, metal material or metal halide of one metal comprising binary alloy of the binary alloy nanostructure which is a binary alloy nanowire or a binary alloy nano belt. The second material includes metal oxide, metal material or metal halide of the other metal comprising the binary alloy. The third material includes the binary alloy material of the binary alloy.

Description

이원합금 단결정 나노구조체 및 그 제조방법{Binary Alloy Single-crystalline Metal Nanostructures and the Fabrication Method Thereof}Binary Alloy Single-crystalline Metal Nanostructures and the Fabrication Method Thereof}

본 발명은 기상합성 방법을 이용한 이원합금(Binary Alloy) 단결정 나노구조체 및 그 제조방법에 관한 기술이다. The present invention relates to a binary alloy single crystal nanostructure using a gas phase synthesis method and a method for manufacturing the same.

나노와이어(nanowire)으로 대표되는 1차원 나노구조체 (1D nanostructures)는 다양한 응용 가능성을 지닌 물질로 주목 받고 있다. 즉, 이러한 나노구조들은 그것들의 감소된 사이즈(Decreased size), 증가된 종횡비(aspect ratio)와 그에 반해 증가된 부피 대 표면적(Increased surface to volume ratio), 그리고 새로운 구조 (Novel morphologies)에 기인하여 새로운 현상 또는 벌크상태에서는 관찰되는 않는 독특한 특성을 보여줄 것으로 기대된다.1D nanostructures represented by nanowires are attracting attention as materials with various application possibilities. That is, these nanostructures are new due to their reduced size, increased aspect ratio and, conversely, increased surface to volume ratio, and new structure (Novel morphologies). It is expected to show unique properties that are not observed in phenomena or bulk.

특히 이종 합금 나노선은 가스 센서, 자성 소자 및 자성 센서로 큰 주목을 받고 있다. 다양하고 정밀한 가스 센서의 개발은 과학 기술의 발전과 함께 고정밀도가 요구되어지는 작업에서 아직 중대한 과제로 남아있다. 또한 감지 능력이 뛰어 난 센서의 개발은 국내는 물론 국외 어느 개발 팀에서도 요원한 상태이다. 특히, 연료전지의 개발과 함께 이를 상용화할 시 발생할 수 있는 수소의 누설과 이를 감지할 수 있는 고감도 연료전지용 수소 가스 센서의 개발은 차세대 청정 에너지로 사용될 연료전지의 연구와 병행되어져야 하는 과제로 남아있다. In particular, hetero-alloy nanowires have attracted great attention as gas sensors, magnetic elements, and magnetic sensors. The development of a variety of precise gas sensors remains a significant challenge in tasks requiring high precision with the development of scientific technology. In addition, the development of sensors with excellent sensing capability has been distant from any domestic or overseas development team. In particular, the development of a fuel cell and the development of a hydrogen gas sensor for detecting a leak of hydrogen that can occur when it is commercialized and a high sensitivity fuel cell that can detect this remain a problem that must be paralleled with the research of a fuel cell to be used as the next-generation clean energy. have.

이러한 수소 센서의 개발만큼 중요시되고 있는 것이 센서로써 쓰일 물질의 개발이다. 그 중에서도 가장 주목 받고 있는 물질 중 하나가 PdAu 나노선이다. 수소와 강한 흡착력을 보이는 PdAu을 가지고 나노선으로 합성을 하여 고감도 센서로의 응용이 가능하다. 또한 PdAu 나노선은 0.1 내지 2%의 수소농도에서 α → β 의 상변태(phase transition)가 일어나지 않아서 수소센서로 응용 시에 센서의 반응시간(response time)이 향상될 것으로 기대된다.As important as the development of such a hydrogen sensor is the development of a material to be used as a sensor. One of the most attracting materials is PdAu nanowires. Synthesis with nanowire with PdAu showing strong adsorption power with hydrogen makes it possible to be applied as a high sensitivity sensor. In addition, PdAu nanowire is expected to improve the response time of the sensor when applied as a hydrogen sensor because the phase transition of α → β does not occur at a hydrogen concentration of 0.1 to 2%.

CoAg 합금 나노선의 경우 자기 저항 특성 및 스핀 글래스 특성 등의 자성 특성으로 인해, 텔루르화은 나노선의 경우 이온과 전하 전도가 혼재된 전형적인 물질이며 높은 온도 환경에서 초이온 전도성(superionic conductivity)을 가지고 벌크에서 Ag가 풍부한 텔루르화은 및 Te가 풍부한 텔루르화은은 거대한 양의 자기저항(large positive MR) 특성을 가짐으로 인해 나노 크기의 자기 센서 또는 자기 소자로 활용이 기대되고 있다. In the case of CoAg alloy nanowires, due to magnetic properties such as magnetoresistance characteristics and spin glass properties, silver tellurium nanowires are a mixture of ions and charge conduction, and have a superionic conductivity in a high temperature environment. Silver-rich telluride and Te-rich telluride are expected to be used as nano-sized magnetic sensors or magnetic devices due to their large positive MR properties.

그러나 CoAg 합금의 경우 Co와 Ag의 이종계(binary system)에서 혼합에너지가 양의 값을 갖기 때문에 금속간 화합물(intermetallic compound)이 존재하기 어렵다고 알려져 있다. 이러한 이유로 1990년 이후에야 CoAg alloy 관련 논문들을 확인할 수 있다. 보고된 형태는 비정질 또는 다결정체로 이루어진 박막 및 나노 입자 들이다. CoAg와 마찬가지로 PdAu 및 텔루르화은 나노선 또한 단결정 형태의 나노와이어가 제조, 보고된 바 없으며, 이종 합금 나노와이어가 무촉매 상태에서 기상합성법을 이용하여 제조된 경우는 보고된 바 없다. However, in the case of CoAg alloys, it is known that an intermetallic compound is difficult to exist because a mixed energy has a positive value in a binary system of Co and Ag. For this reason, the paper on CoAg alloy can only be confirmed after 1990. The reported forms are thin films and nanoparticles consisting of amorphous or polycrystalline bodies. Like CoAg, PdAu and silver telluride nanowires have not been produced or reported in single crystal nanowires, and have not been reported when hetero alloy nanowires are produced by vapor phase synthesis in the absence of a catalyst.

이종금속 나노선이 아닌 단일한 금속으로 구성된 나노선의 합성조차 어려운 실정이며, 현재까지 보고된 논문의 주된 관심은 벌크 상태의 금속을 이용하여 나노사이즈를 가지는 구조체로 합성을 하는데 초점을 맞추고 있다. 1차원 나노구조의 합성을 위해서는 대부분의 연구 그룹에서 가장 손쉬운 방법인 산화 알루미나 주형 (Anodic aluminium oxide template) 방법을 이용하고 있다. 이 방법은 1차원 나노구조를 합성하기 위해 가장 편리하며 합성 조건에 따라서는 나노선의 지름을 조절할 수 있다는 면(Diameter control)에서 각광을 받고 있지만, 단결정 나노선의 (Single-crystalline nanowire) 합성은 힘들다는 단점이 있다.Even the synthesis of nanowires composed of a single metal rather than dissimilar metal nanowires is difficult, and the main focus of the papers reported so far is focusing on synthesizing nanostructures using bulk metals. For the synthesis of one-dimensional nanostructures, most groups use the easiest method, Anodic aluminum oxide template. This method is the most convenient for synthesizing one-dimensional nanostructures, and has been spotlighted in terms of diameter control of nanowires depending on the synthesis conditions, but it is difficult to synthesize single-crystalline nanowires. There are disadvantages.

단결정 나노선의 합성은 그 물질의 전기적 그리고 자기적 성질 향상 (Electric and Magnetic property) 측면에서 매우 중요한 요소이다. 나노선의 전기적 성질에서 가장 중요하게 고려되어야 하는 사항은 전자 전도성의 정도 (Degree of electron conductivity)이다. 단결정 나노선의 경우는 나노선 자체가 하나의 큰 결정경계이기 (Grain boundary) 때문에 나노선 내부에서 전자 전도에 아무런 방해물이 존재하지 않지만, 다결정 나노선의 경우는 수많은 결정립(grain) 및 결정경계(grain boundary)로 이루어져 있기에 전자가 나노선을 따라 전도될 경우 많은 경계 벽(Boundary barrier)이 전자의 산란을 일으켜 전자 전도성을 저하시키게 된다. 또한 나노선의 자기적 성질에서는 나노선에 대해 외부에서 자기장(External field) 을 걸어주었을 때 전자스핀의 배열이 (Arrangement of electron spin) 매우 중요한 인자이다. 앞서 언급했듯이 단결정의 경우는 하나의 결정만 가지므로 외부 자장 인가 시 전자의 스핀은 모두 일정한 방향으로 배열을 하게 되나, 수많은 결정들의 집합체인 다결정 나노선의 경우는 외부 자장 인가 시 각각의 결정들이 다양한 방향으로 전자스핀 배열을 이루게 되어 결국 자기적 성질을 낮추는 요인으로 작용을 하게 된다.The synthesis of single crystal nanowires is an important factor in terms of the electrical and magnetic properties of the material. The most important consideration in the electrical properties of nanowires is the degree of electron conductivity. In the case of single crystal nanowires, since there is no obstacle to electron conduction inside the nanowire because the nanowire itself is one large grain boundary, in the case of polycrystalline nanowires, many grains and grain boundaries exist. Since the electrons are conducted along the nanowires, many boundary barriers cause scattering of electrons, thereby degrading electron conductivity. Also, in the magnetic properties of nanowires, the arrangement of electron spin is a very important factor when an external field is applied to the nanowires. As mentioned above, in the case of a single crystal, only one crystal is used, so all the spins of electrons are arranged in a constant direction when an external magnetic field is applied. As a result, an electron spin array is formed, which eventually acts as a factor to lower magnetic properties.

본 출원인은 이러한 문제들을 해결하고자, 이원합금을 구성하는 금속원소들의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속, 또는 이원합금물질을 선구물질로 하여 기상합성 방법을 시도하였으며, 단결정의 완벽한 구조의 이원합금 나노구조체를 합성할 수 있었다.In order to solve these problems, the present inventors have attempted a gas phase synthesis method using metal oxides, metal materials or metal halides, or binary alloy materials of the metal elements constituting the binary alloy as precursors, and have perfect structure of single crystal binary alloy nano. The structure could be synthesized.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 촉매를 사용하지 않는 기상이송법을 이용하여 고품질, 고형상의 이원합금 단결정 나노구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a high quality, solid binary alloy single crystal nanostructures and a method of manufacturing the same using a gas phase transfer method without using a catalyst.

본 발명에 따른 이원합금 나노구조체의 제조방법은 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트의 상기 이원합금을 구성하는 한 금속의 금속산화물, 금속물 질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 1물질, 상기 이원합금을 구성하는 다른 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 2물질 또는 상기 이원합금의 이원합금물질을 포함하는 제 3물질에서, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질; 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질의 혼합물; 또는 상기 제 3물질;을 선구물질로 이용하며, 반응로의 전단부에 위치시킨 상기 선구물질과 반응로의 후단부에 위치시킨 반도체 또는 부도체 단결정 기판을 불활성 기체가 흐르는 분위기에서 열처리하여 상기 단결정 기판 상에 이원합금(binary alloy) 단결정 나노와이어 또는 이원합금(binary alloy) 단결정 나노벨트가 형성되는 특징이 있다. The method for producing a binary alloy nanostructure according to the present invention comprises a first material comprising a metal oxide, a metal material, or a metal halide of a metal, as long as the binary alloy of a binary alloy nanowire or a binary alloy nanobelt is formed, the binary alloy. A second material including a metal oxide, a metal material, or a metal halide of another metal constituting the third material, or a second material including the binary alloy material of the binary alloy, two materials selected from the first to third materials; A mixture of two materials selected from the first to third materials; Or using the third material as a precursor, and heat treating the precursor or the non-conductor single crystal substrate located at the front end of the reactor and the rear end of the reactor in an atmosphere where an inert gas flows. Binary alloy single crystal nanowires or binary alloy (binary alloy) single crystal nano belts are characterized in that the formation on the phase.

이하, 본 발명을 상술함에 있어, 본 발명에 따른 이원합금의 나노구조체는 이원합금의 나노와이어(nanowire) 또는 이원합금의 나노벨트(nanobelt)를 의미하며, 이원합금은 두 원소의 고용상(solid solution phase) 및 화합물상(compound)을 포함하며, 이원합금의 단결정은 이원합금을 이루는 두 원소가 고용상(solid solution phase)으로 단결정체를 이루는 상태 또는 이원합금을 이루는 두 원소가 화합물(compound, intermetallic compound)로 단결정체를 이루는 상태를 의미한다. Hereinafter, in describing the present invention, the nanostructure of the binary alloy according to the present invention means a nanowire (nanowire) of the binary alloy or a nanobelt (nanobelt) of the binary alloy, the binary alloy is a solid solution of two elements (solid A single crystal of a binary alloy includes a solution phase and a compound phase, and two elements of a binary alloy form a single crystal in a solid solution phase or two elements of a binary alloy (compound, Intermetallic compound) refers to the state of forming a single crystal.

상기 선구물질은 제 1물질과 제 2물질의 혼합물, 제 1물질과 제 3물질의 혼합물 또는 제 3 물질이며, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 할로겐화금속은 플루오르화금속(metal fluoride), 염화금속(metal chloride), 브롬화금속(metal bromide) 또는 요오드화금속(metal iodide)에서 선택된 것이다. The precursor is a mixture of a first substance and a second substance, a mixture of a first substance and a third substance or a third substance, and the metal halide of the first substance or the second substance is a metal fluoride, chloride It is selected from metal chloride, metal bromide or metal iodide.

본 발명에 따른 나노구조체중 이원합금 단결정 나노와이어를 제조하는 경우, 상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 10내지 600 sccm 흘려주고, 상기 열처리는 2 내지 30 torr의 압력에서 열처리 되며, 상기 선구물질은 500 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판은 700 내지 1100℃로 유지되는 특징이 있다. When manufacturing a binary alloy single crystal nanowires in the nanostructure according to the present invention, the inert gas flows 10 to 600 sccm from the front end of the reactor toward the rear end of the reactor, and the heat treatment is performed at a pressure of 2 to 30 torr. Heat treatment, the precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the single crystal substrate is characterized in that it is maintained at 700 to 1100 ℃.

본 발명에 따른 나노구조체중 이원합금 단결정 나노벨트를 제조하는 경우, 상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 10내지 600 sccm 흘려주고, 상기 열처리는 2 내지 30 torr의 압력에서 열처리 되며, 상기 선구물질은 500 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판은 100 내지 200℃로 유지되는 특징이 있다. When manufacturing a binary alloy single crystal nanobelt in the nanostructure according to the present invention, the inert gas flows 10 to 600 sccm from the front end of the reactor toward the rear end of the reactor, and the heat treatment is performed at a pressure of 2 to 30 torr. Heat treatment, the precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the single crystal substrate is characterized in that it is maintained at 100 to 200 ℃.

선구물질로 할로겐화금속이 사용될 경우, 즉, 상기 선구물질이 상기 제 1물질의 할로겐화금속 및 상기 제 2물질일 경우, 상기 제 1물질의 할로겐화금속과 상기 제 2물질이 물리적으로 분리되어 상기 전단부에 위치하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1물질의 할로겐화금속의 500 내지 800℃로 유지되며, 상기 제 2물질이 800 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판이 700 내지 1100℃로 유지된다. When the metal halide is used as the precursor, that is, when the precursor is the metal halide and the second material of the first material, the metal halide and the second material of the first material are physically separated from the front end portion. It is preferable to be located at. At this time, the metal halide of the first material is maintained at 500 to 800 ° C, the second material is maintained at 800 to 1200 ° C, and the single crystal substrate is maintained at 700 to 1100 ° C.

바람직하게 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속산화물은 산화은, 산화금, 산화코발트, 산화팔라듐 산화비스무트 또는 산화텔루륨이고, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속물질은 은, 금, 코발트, 팔라듐, 비스무트 또는 텔루륨이며, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 할로겐화금속은 할로겐화은, 할로겐화금, 할로겐화코발트, 할로겐화팔라듐, 할로겐화비스무트 또는 할로겐화텔루륨이고, 상기 제 3물질의 이원합금물질은 Pd와 Au의 합금, Co와 Ag의 합금, Ag와 Te의 합금 또는 Bi와 Te의 합금이다. Preferably, the metal oxide of the first material or the second material is silver oxide, gold oxide, cobalt oxide, palladium bismuth oxide or tellurium oxide, and the metal material of the first material or the second material is silver, gold, cobalt, Palladium, bismuth or tellurium, and the metal halide of the first or second material is silver halide, gold halide, cobalt halide, palladium halide, bismuth halide or tellurium halide, and the binary alloy material of the third material is Pd and It is an alloy of Au, an alloy of Co and Ag, an alloy of Ag and Te, or an alloy of Bi and Te.

상기 단결정 기판 상에 형성되는 이원합금 단결정 나노와이어이어는 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어, Ag2Te 단결정 나노와이어 또는 Bi1Te1 단결정 나노벨트이다. Binary alloy single crystal nanowires formed on the single crystal substrate are Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) single crystal nanowires, Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) Single crystal nanowires, Ag 2 Te single crystal nanowires or Bi 1 Te 1 single crystal nanobelts.

본 발명의 이원합금 나노구조체는 선구물질을 이용하여 무촉매 조건에서 기상합성법으로 제조되고, 나노와이어 또는 나노벨트 형태인 나노구조체이며, 상기 나노구조체는 금속 및 준금속에서 선택된 두 원소의 고용체상의 단결정체 또는 화합물상의 단결정체인 특징이 있다. The binary alloy nanostructures of the present invention are prepared by vapor phase synthesis under a catalyst-free condition using a precursor material, and are nanostructures in the form of nanowires or nanobelts, and the nanostructures are solid solution solids of two elements selected from metals and metalloids. It is characterized by being a single crystal in stagnation or compound phase.

이때, 상기 선구물질은 상기 이원합금 나노 와이어를 구성하는 한 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 1물질, 상기 이원합금을 구성하는 다른 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 2물질 및 상기 이원합금의 이원합금물질을 포함하는 제 3물질에서, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질; 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질의 혼합물; 또는 제 3물질;인 특징이 있다. At this time, the precursor material is a metal oxide of one metal constituting the binary alloy nanowire, a first material containing a metal material or a metal halide, a metal oxide, a metal material or a metal halide of another metal constituting the binary alloy In a third material comprising a second material and a binary alloy material of the binary alloy, comprising: two materials selected from the first material to the third material; A mixture of two materials selected from the first to third materials; Or a third material;

본 발명의 이원합금 나노구조체가 이원합금 나노와이어인 경우, 상기 기상합성법은 상기 선구물질이 500 내지 1200℃로 유지되고, 이원합금 단결정 나노와이어가 형성되는 기판이 700 내지 1100℃로 유지되며, 2 내지 30 torr의 압력에서 상기 선구물질에서 상기 기판 쪽으로 불활성 기체가 10 내지 600 sccm 흐르는 특징이 있다.When the binary alloy nanostructure of the present invention is a binary alloy nanowires, the vapor phase synthesis method is the precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the substrate on which the binary alloy single crystal nanowires are formed is maintained at 700 to 1100 ℃, 2 Inert gas flows from the precursor to the substrate at a pressure of 30 torr to 10 to 600 sccm.

본 발명의 이원합금 나노구조체가 이원합금 나노벨트인 경우, 상기 기상합성법은 상기 선구물질이 500 내지 1200℃로 유지되고, 이원합금 단결정 나노벨트가 형성되는 기판이 100 내지 200℃로 유지되며, 2 내지 30 torr의 압력에서 상기 선구물질에서 상기 기판 쪽으로 불활성 기체가 10 내지 600 sccm 흐르는 특징이 있다.When the binary alloy nanostructures of the present invention is a binary alloy nano belt, the vapor phase synthesis method is the precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the substrate on which the binary alloy single crystal nano belt is formed is maintained at 100 to 200 ℃, 2 Inert gas flows from the precursor to the substrate at a pressure of 30 torr to 10 to 600 sccm.

본 발명의 이원합금 나노구조체는 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트이며, 상기 이원합금 나노와이어이어는 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어 또는 Ag2Te 단결정 나노와이어이며, 상기 이원합금 나노벨트는 Bi1Te1 단결정 나노벨트인 특징이 있다.The binary alloy nanostructure of the present invention is a binary alloy nanowire or a binary alloy nanobelt, the binary alloy nanowire is Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) single crystal nanowire, Co y Ag 1 -y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) is a single crystal nanowire or Ag 2 Te single crystal nanowire, and the binary alloy nanobelt is Bi 1 Te 1 single crystal nanobelt.

상기 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어는 면심입방구조(FCC; Face Centered Cubic)인 특징을 가지며, 상기 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어는 고용체(solid solution)이다. 상기 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어는 면심입방구조(FCC; Face Centered Cubic)인 특징을 가지며, 상기 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어는 고용체(solid solution)이다. 상기 Ag2Te 단결정 나노와이어는 단순 단사정 구조(simple monoclinic)인 특징을 가지며, 상기 Ag2Te 단결정 나노와이어는 화합물(compound)이 다. 또한, 상기 Bi1Te1 단결정 나노벨트는 헥사고날(hexagonal) 구조인 특징을 갖는다.The Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) single crystal nanowire has a feature of face centered cubic (FCC), and the Pd x Au 1-x (x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) The single crystal nanowire is a solid solution. The Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) single crystal nanowire has a feature of face centered cubic (FCC), and the Co y Ag 1-y (y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) Single crystal nanowires are solid solutions. The Ag 2 Te single crystal nanowires have a simple monoclinic structure, and the Ag 2 Te single crystal nanowires are compounds. In addition, the Bi 1 Te 1 single crystal nano belt has a hexagonal structure.

본 발명의 제조방법은 촉매를 사용하지 않는 기상이송법을 이용하여 이원합금 단결정 나노와이어 또는 이원합금 단결정 나노벨트를 제조할 수 있어 그 공정이 간단하고 재현성이 있으며, 결함을 포함하지 않는 완벽한 단결정 상태의 고품질 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트인 장점을 가지며, 단결정 기판 상에 응집되어 있지 않은 균일한 크기의 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트를 대량생산할 수 있는 장점이 있다.The production method of the present invention can produce a binary alloy single crystal nanowires or a binary alloy single crystal nanobelt using a gas phase transfer method without using a catalyst, so that the process is simple and reproducible, and does not contain defects. It has the advantage of being a high quality binary alloy nanowires or nanobelts, and has the advantage of mass production of binary alloy nanowires or nanobelts of uniform size that are not aggregated on a single crystal substrate.

본 발명의 이원합금 나노구조체의 제조방법은 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트의 상기 이원합금을 구성하는 한 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 1물질; 상기 이원합금을 구성하는 다른 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 2물질; 및 상기 이원합금의 이원합금물질을 포함하는 제 3물질;에서, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질의 혼합물, 또는 상기 제 3물질을 선구물질로 이용하며, 반응로의 전단부에 위치시킨 상기 선구물질과 반 응로의 후단부에 위치시킨 반도체 또는 부도체 단결정 기판을 불활성 기체가 흐르는 분위기에서 열처리하여 상기 단결정 기판 상에 이원합금(binary alloy) 단결정 나노와이어 또는 나노벨트가 형성되는 특징이 있다.The method for producing a binary alloy nanostructure of the present invention comprises a first material comprising a metal oxide, a metal material, or a metal halide of a metal forming the binary alloy of a binary alloy nanowire or a binary alloy nanobelt; A second material including a metal oxide, a metal material, or a metal halide of another metal constituting the binary alloy; And a third material comprising a binary alloy material of the binary alloy; wherein, a mixture of two materials selected from the first to third materials, a mixture of two materials selected from the first to third materials, or the third material Is used as a precursor material, and the precursor material placed at the front end of the reactor and the semiconductor or non-conductor single crystal substrate located at the rear end of the reaction furnace are heat-treated in an inert gas flowing atmosphere to bind the binary alloy on the single crystal substrate. alloy) single crystal nanowires or nanobelts are formed.

본 발명의 제조방법은 촉매를 사용하지 않고 단순히 이원합금물질 또는 이원합금을 구성하는 두 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 선구물질로 사용하여 기판 상에 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트인 나노구조체를 형성시키는 방법으로, 촉매를 사용하지 않고 기상의 물질이동경로를 통해 이원합금 단결정 나노와이어 또는 나노벨트를 제조하므로 그 공정이 간단하고 재현성이 있으며, 이원합금을 구성하는 두 금속이외의 불순물을 포함하지 않는 고순도의 나노구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.In the method of the present invention, a binary alloy nanowire or a binary alloy nanobelt is formed on a substrate by using a metal oxide, a metal material, or a metal halide of two metals constituting the binary alloy material or the binary alloy as a precursor without using a catalyst. Phosphorous nanostructures are formed by the process of producing binary alloy single crystal nanowires or nanobelts through gas phase mass transfer paths without using a catalyst.The process is simple and reproducible, and the two metals that make up the binary alloy There is an advantage that can produce a high-purity nanostructure containing no impurities.

또한 상기 반응로 전단부 및 반응로 후단부의 온도를 각각 조절하고, 상기 불활성 기체의 흐름 정도와 상기 열처리 시 이용되는 열처리 관내 압력을 조절하여 최종적으로 기판상부에서 이원합금의 핵생성 구동력, 성장 구동력, 핵생성 속도 및 성장 속도를 조절하는 방법이므로, 이원합금 단결정 나노구조체의 크기 및 기판상의 밀도 등이 제어 가능하고 재현가능하며, 결함이 없고 결정성이 좋은 고품질의 이원합금 단결정 나노구조체를 제조할 수 있게 된다. In addition, by controlling the temperature of the front end of the reactor and the rear end of the reactor, respectively, the degree of flow of the inert gas and the pressure in the heat treatment tube used during the heat treatment to finally control the nucleation driving force, growth driving force, As a method of controlling the nucleation rate and growth rate, the size of the binary alloy single crystal nanostructure and the density on the substrate can be controlled and reproducible, and there can be produced a high quality binary alloy single crystal nanostructure without defects and having good crystallinity. Will be.

상기 열처리 온도조건, 불활성 기체의 흐름 조건(carrier gas flow rate) 및 열처리 시의 압력 조건은 독립적으로 변화될 수 있으나, 상기 세 가지 조건이 다른 조건의 상태에 따라 의존적으로 변화되어야 바람직한 품질 및 형상의 이원합금 단결정 나노와이어를 얻을 수 있다.The heat treatment temperature conditions, carrier gas flow rate and pressure conditions during the heat treatment may be independently changed, but the three conditions must be changed depending on the conditions of the other conditions of the desired quality and shape. Binary alloy single crystal nanowires can be obtained.

따라서 상기 세 가지 조건들의 수치 한정이 독립적으로 의미를 갖기 보다는 세 가지 조건이 합쳐진 상태에서 가장 바람직한 이원합금 단결정 나노구조체의 제조방법이 된다. Therefore, the numerical limitation of the three conditions does not have meaning independently, but it is the most preferable method for producing a binary alloy single crystal nanostructure in the three conditions combined state.

상기 반응로 전단부 및 반응로 후단부 각각의 온도는 선구물질의 녹는점, 기화점, 기화 에너지 등의 물리적 성질 및 불활성 기체의 흐름 조건 및 열처리 시의 압력 조건에 따라 최적화 되어야한다. 바람직하게는 상기 선구물질은 500 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판 상에 나노와이어를 제조하고자 하는 경우, 상기 기판은 700 내지 1100℃로 유지되는 것이 바람직하며, 상기 단결정 기판 상에 나노벨트를 제조하고자 하는 경우, 상기 기판은 100 내지 200℃로 유지되는 것이 바람직하다. The temperature of each of the front end and the rear end of the reactor should be optimized according to the physical properties such as melting point, vaporization point, and vaporization energy of the precursor, flow conditions of inert gas, and pressure conditions during heat treatment. Preferably, the precursor is maintained at 500 to 1200 ° C., and if the nanowire is to be manufactured on the single crystal substrate, the substrate is preferably maintained at 700 to 1100 ° C., and the nanobelt is formed on the single crystal substrate. When manufacturing, the substrate is preferably maintained at 100 to 200 ℃.

상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 10 내지 600 sccm 흘려주는 것이 바람직하며, 상기 선구물질이 할로겐화금속을 포함하는 경우 상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 300 내지 600 sccm 흘려주는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 450 내지 550 sccm 흘려주는 것이 더욱 바람직하다. 상기 선구물질이 할로겐화금속을 포함하지 않는 경우 상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 10 내지 300 sccm 흘려주는 것이 바람직하다. The inert gas is preferably flowed 10 to 600 sccm from the front end of the reactor toward the rear end of the reactor, and when the precursor material contains a metal halide, the inert gas after the reactor at the front end of the reactor It is preferable to flow 300 to 600 sccm toward the end portion, and more preferably 450 to 550 sccm. When the precursor does not contain a metal halide, the inert gas is preferably flowed 10 to 300 sccm from the front end of the reactor toward the rear end of the reactor.

상기 열처리시의 압력은 상압보다 낮은 압력을 갖는 것이 바람직하며, 2 내지 30 torr의 압력이 더욱 바람직하며, 가장 바람직하게는 5 내지 15 torr의 압력이 가장 바람직하다. 그러나 선구물질이 할로겐화금속일 경우 상압을 사용하여 제 조하여도 무방하다. The pressure during the heat treatment preferably has a pressure lower than the normal pressure, more preferably 2 to 30 torr, most preferably 5 to 15 torr. However, if the precursor is a metal halide, it may be manufactured using normal pressure.

상기의 반응로 온도 조건, 불활성 기체의 흐름 조건 및 열처리시 압력조건은 선구물질의 기화 정도, 시간당 단결정 기판으로 전달되는 기화된 선구물질의 양, 단결정 기판 상의 이원합금 물질의 핵생성 및 성장 속도, 단결정 기판 상 생성된 이원합금 물질(나노와이어 또는 나노벨트)의 표면 에너지, 단결정 기판 상 생성된 이원합금 물질(나노와이어 또는 나노벨트)의 응집 정도, 단결정 기판 상 생성된 이원합금 물질의 형상(morphology)에 영향을 미치게 된다. The reaction temperature of the reactor, the flow conditions of the inert gas and the pressure conditions during the heat treatment are the degree of vaporization of the precursor material, the amount of vaporized precursor material transferred to the single crystal substrate per hour, the nucleation and growth rate of the binary alloy material on the single crystal substrate, The surface energy of the binary alloy material (nanowire or nanobelt) produced on the single crystal substrate, the degree of aggregation of the binary alloy material (nanowire or nanobelt) produced on the single crystal substrate, the morphology of the binary alloy material produced on the single crystal substrate ) Will be affected.

따라서 상기의 온도, 불활성 기체의 흐름 및 열처리 시 압력조건에서 본 발명의 선구물질을 이용하여 기상이송법으로 가장 바람직한 품질과 형상으로 이원합금 나노구조체를 제조할 수 있다. 상기의 조건 범위를 벗어날 시에는 이원합금 형태의 나노구조체를 얻기 힘들며, 제조된 나노와이어 또는 나노벨트의 응집, 형상의 변화, 결함과 같은 품질의 문제가 발생할 수 있고 나노와이어 또는 나노벨트의 형태가 아닌 입자, 로드 등의 금속체를 얻게 되는 문제점이 있다. Therefore, the binary alloy nanostructures can be manufactured in the most desirable quality and shape by the vapor phase transfer method using the precursor of the present invention under the above temperature, flow of inert gas and pressure during heat treatment. If the condition is out of the above range, it is difficult to obtain a nanostructure in the form of a binary alloy, and quality problems such as agglomeration, shape change, and defects of the manufactured nanowire or nanobelt may occur. There is a problem that a metal body such as particles, rods, etc. is obtained.

더 나아가 상술한 불활성 기체의 흐름 및 열처리 시 압력조건에서, 선구물질의 온도 및 단결정 기판의 온도를 제어하여 이원합금 나노구조체의 형상을 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트 형상으로 제어할 수 있다.Furthermore, under the above-described pressure conditions during the flow and heat treatment of the inert gas, the shape of the binary alloy nanostructure can be controlled to the shape of the binary alloy nanowire or the binary alloy nanobelt by controlling the temperature of the precursor and the temperature of the single crystal substrate.

열처리 시간 또한 상기의 온도, 불활성 기체의 흐름 및 열처리 시 압력조건에 따라 최적화 되어야 하는데, 바람직하게는 10분 내지 1시간동안 열처리 하는 것이 바람직하다. 상기의 열처리 시간동안 불활성 기체에 의해 기화된 선구물질이 단결정 기판으로 이동하여 핵 생성 및 성장에 참여하게 되지만, 이와 동시에 단결정 기판에 이미 형성된 이원합금 물질들 사이에서 기상 및 기판 표면을 통한 이원합금 물질이동(원자 또는 클러스터 단위의 물질이동)이 일어나며 오스왈드 라이프닝(Ostwald ripening)이 일어나게 된다. The heat treatment time should also be optimized according to the temperature, the flow of inert gas, and the pressure conditions during the heat treatment, and preferably heat treatment for 10 minutes to 1 hour. The precursor material vaporized by the inert gas during the heat treatment time is moved to the single crystal substrate to participate in nucleation and growth, but at the same time the binary alloy material through the gas phase and the substrate surface between the binary alloy materials already formed on the single crystal substrate Movement (mass transport in atoms or clusters) takes place and Ostwald ripening occurs.

따라서 상기의 열처리 후 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트가 형성된 단결정 기판을 선구물질을 제거한 상태로 다시 열처리 하여 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트의 밀도, 크기등을 조절 할 수도 있다. Therefore, after the heat treatment, the single crystal substrate on which the binary alloy nanowires or nanobelts are formed may be heat-treated again to remove the precursors, thereby controlling the density and size of the binary alloy nanowires or nanobelts.

상술한 바와 같이 본 발명의 제조방법은 이원합금 나노구조체(이원합금 나노와이어 또는 나노벨트)를 구성하는 두 원소의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 선구물질로 이용하거나 상기 두 원소의 이원합금물질을 선구물질로 이용한다는 점과 상기 선구물질을 이용하여 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트를 제조할 수 있는 기상이송법을 제공하므로, 이를 이용하여 모든 이원합금 단결정 나노구조체의 제조가 가능하나 단결정 기판 상에 형성되는 이원합금 단결정 나노와이어 또는 나노벨트가 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어, Ag2Te 단결정 나노와이어, 또는 Bi1Te1 단결정 나노벨트인 것이 바람직하다. As described above, the manufacturing method of the present invention uses a metal oxide, a metal material, or a metal halide of two elements constituting a binary alloy nanostructure (a binary alloy nanowire or a nanobelt) as a precursor or a binary alloy material of the two elements. Since it is used as a precursor and provides a vapor phase transfer method for producing a binary alloy nanowires or nano belts using the precursor, it is possible to manufacture all the binary alloy single crystal nanostructures using this, but on a single crystal substrate Binary alloy single crystal nanowires or nanobelts formed in the Pd x Au 1-x (where x is 0.01≤x≤0.99) single crystal nanowires, Co y Ag 1-y (y is 0.01≤y≤0.5) single crystal nano It is preferable that it is a wire, Ag 2 Te single crystal nanowire, or Bi 1 Te 1 single crystal nanobelt.

이원합금 나노와이어 또는 나노벨트를 제조하기 위한 선구물질로 상기 제1물질과 제2물질에서 각각 선택된 두 물질의 혼합물, 혼합되지 않고 물리적으로 분리된 두 물질, 또는 상기 제3물질인 이원합금물질을 사용할 수 있다. 혼합물을 사용하는 경우, 선구물질로 제 1물질과 제 2물질의 혼합물((제1물질과 제2물질에서 각 각 독립적으로 선택된 두 물질의 혼합물) 또는 제 1물질과 제 3물질의 혼합물(제 1물질에서 선택된 한 물질과 제3물질인 이원합금물질의 혼합물)을 사용할 수 있으며, 단독으로 이원합금 나노와이어 또는 나노벨트를 구성하는 두 금속의 합금(제 3 물질)을 사용할 수 있다. 제 1물질과 제 2물질의 혼합물은 제 1물질의 금속산화물과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 금속물질과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 금속산화물과 제 2물질의 금속물질, 제 1물질의 금속물질과 제 2물질의 금속물질, 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속물질, 제 1물질의 금속산화물과 제 2물질의 할로겐화금속, 제 1물질의 금속물질과 제 2물질의 할로겐화금속 또는 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 할로겐화금속을 혼합한 혼합물일 수 있다. 바람직하게는 제 1물질의 금속산화물과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 금속물질과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 금속산화물과 제 2물질의 금속물질 또는 제 1물질의 금속물질과 제 2물질의 금속물질을 혼합한 혼합물을 사용한다. Precursors for producing binary alloy nanowires or nanobelts are a mixture of two materials selected from the first and second materials, two materials that are physically separated without mixing, or the second alloy material, which is the third material. Can be used. If a mixture is used, the first substance and the second substance (the mixture of two substances independently selected from the first substance and the second substance) or the mixture of the first substance and the third substance as the precursor A mixture of one material selected from one material and a binary alloy material, which is a third material, may be used, and an alloy of a two metals (third material) constituting a binary alloy nanowire or a nano belt alone may be used. The mixture of the substance and the second substance may include a metal oxide of the first substance and a metal oxide of the second substance, a metal substance of the first substance and a metal oxide of the second substance, a metal halide of the first substance and a metal oxide of the second substance, The metal oxide of the first material and the metal material of the second material, the metal material of the first material and the metal material of the second material, the metal halide of the first material and the metal material of the second material, the metal oxide of the first material and the first material Metal halides of two substances, gold of the first substance It may be a mixture of a metal substance and a metal halide of the second material or a metal halide of the first material and a metal halide of the second material, preferably a metal oxide of the first material and a metal oxide of the second material, The metal material of the material and the metal oxide of the second material, the metal oxide of the first material and the metal material of the second material or the mixture of the metal material of the first material and the metal material of the second material are used.

제 1물질과 제 3물질의 혼합물은 제 1물질의 금속산화물과 제 3물질의 이원합금물질, 제 1물질의 금속물질과 제 3물질의 이원합금물질 또는 제 1물질의 할로겐화금속과 제 3물질의 이원합금물질을 혼합한 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 제 1물질의 금속산화물과 제 3물질의 이원합금물질 또는 제 1물질의 금속물질과 제 3물질의 이원합금물질을 사용한다. The mixture of the first material and the third material is a metal oxide of the first material and a binary alloy material of the third material, a metal material of the first material and a binary alloy material of the third material, or a metal halide and a third material of the first material. It may be a mixture of a mixture of binary alloys of, and preferably a metal oxide of the first material and a binary alloy material of the third material or a metal alloy of the first material and a binary alloy material of the third material.

또한 상기 선구물질로 제 3물질의 이원합금물질을 단독으로 사용할 수 있다.In addition, the precursor material can be used alone the binary alloy material of the third material.

상기 혼합은 입자 형태의 제 1물질 및 제 2물질이 서로 혼합되어 있는 것만 을 의미하는 것이 아니라, 반응로상 상기 두 물질이 인접한 위치(같은 온도가 유지되는 위치)에 놓이는 것을 포함하는 의미이다. The mixing does not only mean that the first material and the second material in the form of particles are mixed with each other, but also include placing the two materials in an adjacent position (a position where the same temperature is maintained) on the reactor.

특히, 할로겐화금속을 선구물질로 이용할 경우 상기 제 1물질의 할로겐화금속 및 상기 제 2물질을 사용하며, 상기 제 1물질의 할로겐화금속과 상기 제 2물질이 물리적으로 분리되어 상기 전단부에 위치하는 것이 바람직하다. 제 1물질의 할로겐화금속과 상기 제 2물질이 물리적으로 분리되어 반응로의 전단부에 위치함은 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2 물질이 각각 다른 도가니에 담겨져 서로 다른 온도로 유지되어 나노와이어 또는 나노벨트의 합성에 참여함을 의미한다. In particular, when using a metal halide as a precursor, the metal halide and the second material of the first material are used, and the metal halide and the second material of the first material are physically separated and positioned at the front end portion. desirable. The metal halide of the first material and the second material are physically separated and positioned at the front end of the reactor. The metal halide and the second material of the first material are contained in different crucibles and maintained at different temperatures so as to maintain nanowires or Involved in the synthesis of nano belts.

이는 할로겐화금속의 휘발성이 금속, 이종금속 및 금속산화물에 비해 큰 값을 가지므로 상기 불활성 가스의 흐름에 따라 상기 기판 상으로 이동하는 할로겐화금속 기체의 양을 조절하기 위함이다. 이때, 선구물질로 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속산화물, 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속물질 또는 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 할로겐화금속이 사용되며, 바람직하게는 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속산화물 또는 제 1물질의 할로겐화금속과 제 2물질의 금속물질을 사용한다. 또한 제 1물질의 할로겐화금속과 제 3물질의 이원합금물질을 사용하여도 무방하다. This is because the volatility of the metal halide has a larger value than the metal, the dissimilar metal and the metal oxide, so as to control the amount of the metal halide gas moving on the substrate according to the flow of the inert gas. At this time, a metal halide of the first material and a metal oxide of the second material, a metal halide of the first material and a second material, or a metal halide of the first material and a metal halide of the second material are used as precursors. Preferably, the metal halide of the first material and the metal oxide of the second material or the metal halide of the first material and the metal material of the second material are used. It is also possible to use a metal halide of the first material and a binary alloy material of the third material.

반응로 전단부에 위치하는 물리적으로 분리된 상기 제 1물질의 할로겐화금속과 상기 제 2물질(또는 제 3물질)에서 상기 제 1물질의 할로겐화금속은 500 내지 800℃로 유지되며, 상기 제 2물질(또는 제 3물질)은 800 내지 1200℃로 유지되고, 나노와이어의 경우 상기 기판은 700 내지 1100℃로 유지되고, 나노벨트의 경우 상 기 기판은 100 내지 200℃로 유지되는 것이 바람직하다. The metal halide of the first material in the physically separated metal halide and the second material (or third material) located at the front end of the reactor is maintained at 500 to 800 ° C., and the second material (Or the third material) is maintained at 800 to 1200 ° C, the substrate is maintained at 700 to 1100 ° C in the case of nanowires, and the substrate is maintained at 100 to 200 ° C in the case of nanobelts.

이때, 반응로를 구성하는 온도 조절 장치가 단일할 경우 관 내의 유니폼 존(uniform zone)에 선구물질을 위치시키고, 상기 유니폼 존과의 거리를 조절하여 다른 물질 또는 기판을 위치시켜 온도를 조절할 수 있으며, 독립적으로 가열체(heating element) 및 온도 조절 장치를 구비할 경우 유지되어야 하는 온도를 각각 온도조절장치를 이용하여 조절할 수 있다. In this case, when the temperature control device constituting the reactor is a single, the precursor is placed in a uniform zone in the tube, and the temperature is controlled by positioning another material or a substrate by adjusting the distance from the uniform zone. In addition, when a heating element and a temperature control device are independently provided, the temperature to be maintained may be adjusted using a temperature control device, respectively.

상기 제 1물질 또는 제 2물질의 할로겐화금속은 플루오르화금속(metal fluoride), 염화금속(metal chloride), 브롬화금속(metal bromide) 또는 요오드화금속(metal iodide)에서 선택된 것이며, 바람직하게는 할로겐화은, 할로겐화금, 할로겐화코발트, 할로겐화팔라듐, 할로겐화비스무트 또는 할로겐화텔루륨이다. 상기 할로겐화은은 플루오르화은, 염화은, 브롬화은 또는 요오드화은에서 선택된 것이며, 상기 할로겐화금은 플루오르화금, 염화금, 브롬화금 또는 요오드화금에서 선택된 것이며, 상기 할로겐화코발트는 플루오르화코발트, 염화코발트, 브롬화코발트 또는 요오드화코발트에서 선택된 것이며, 상기 할로겐화팔라듐은 플루오르화팔라듐, 염화팔라듐, 브롬화팔라듐 또는 요오드화팔라듐에서 선택된 것이며, 상기 할로겐화비스무트는 플루오르화비스쿠트, 염화비스무트, 브롬화비스무트 또는 요오드화비스무트에서 선택된 것이며, 상기 할로겐화텔루륨은 플루오르화텔루륨, 염화텔루륨, 브롬화텔루륨 또는 요오드화텔루륨에서 선택된 것이다.The metal halide of the first material or the second material is selected from metal fluoride, metal chloride, metal bromide, or metal iodide, preferably silver halide or halogenated metal. Gold, cobalt halide, palladium halide, bismuth halide or tellurium halide. The silver halide is selected from silver fluoride, silver chloride, silver bromide or silver iodide, the halide is selected from gold fluoride, gold chloride, gold bromide or gold iodide, and the cobalt halide is cobalt fluoride, cobalt chloride, cobalt bromide or cobalt iodide. Selected palladium halide is selected from palladium fluoride, palladium chloride, palladium bromide or palladium iodide, the bismuth halide is selected from bismuth fluoride, bismuth chloride, bismuth bromide or bismuth iodide, and the tellurium halide is fluorine One selected from tellurium chloride, tellurium chloride, tellurium bromide or tellurium iodide.

상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속산화물은 바람직하게 산화은, 산화금, 산화코발트, 산화팔라듐, 산화비스무트 또는 산화텔루륨이다. 이때, 상기 산화금, 산화코발트, 산화팔라듐, 산화비스무트 또는 산화텔루륨은 상온 상압에서 열역학적으로 안정한 양론 비를 갖는 산화물일 수 있으며, 금속에 의한 점 결함 또는 산소에 의한 점 결함에 기인한 상기 안정한 양론 비를 갖지 않는 것 일 수 있다. The metal oxide of the first material or the second material is preferably silver oxide, gold oxide, cobalt oxide, palladium oxide, bismuth oxide or tellurium oxide. At this time, the gold oxide, cobalt oxide, palladium oxide, bismuth oxide or tellurium oxide may be an oxide having a stoichiometrically stable stoichiometric ratio at room temperature and atmospheric pressure, and the stable due to the point defects caused by metal or the point defects caused by oxygen. It may not have a stoichiometric ratio.

상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속물질은 바람직하게 은, 금, 코발트, 팔라듐, 비스무트 또는 텔루륨이다.The metal material of the first material or the second material is preferably silver, gold, cobalt, palladium, bismuth or tellurium.

상기 제 3물질의 이원합금물질은 바람직하게 Pd와 Au의 합금, Co와 Ag의 합금, Ag와 Te의 합금 또는 Bi와 Te의 합금이며, 상기 Pd와 Au의 합금, Co와 Ag의 합금, Ag와 Te, 또는 Bi와 Te의 합금은 금속간화합물(inter-metallic compound), 화합물(compound) 또는 고용체(solid solution)일 수 있다. 또한 상기 합금의 조성은 제조하고자 하는 나노와이어 또는 나노벨트의 조성과 유사함이 바람직하나, 제조하고자 하는 나노와이어 또는 나노벨트의 조성과 달라도 무방하다. The binary alloy material of the third material is preferably an alloy of Pd and Au, an alloy of Co and Ag, an alloy of Ag and Te or an alloy of Bi and Te, an alloy of Pd and Au, an alloy of Co and Ag, Ag And Te, or an alloy of Bi and Te, may be an inter-metallic compound, compound, or solid solution. In addition, the composition of the alloy is preferably similar to the composition of the nanowires or nanobelts to be prepared, but may be different from the composition of the nanowires or nanobelts to be manufactured.

또한 상기 반도체 또는 부도체 단결정 기판은 상기의 열처리 조건에서 화학적/열적으로 안정한 반도체 또는 부도체이면 모두 사용가능하나 바람직하게는 실리콘 단결정, 게르마늄 단결정 또는 실리콘게르마늄 단결정에서 선택된 4족 단결정, 갈륨비소 단결정, 인듐인 단결정 또는 갈륨인 단결정에서 선택된 3-5족 단결정, 2-6족 단결정, 4-6족 단결정, 사파이어 단결정 또는 이산화규소 단결정에서 선택된 단결정 기판을 사용하는 것이 바람직하다. The semiconductor or non-conductor single crystal substrate may be used as long as it is a chemically or thermally stable semiconductor or non-conductor under the above heat treatment conditions, but is preferably a Group 4 single crystal selected from silicon single crystal, germanium single crystal, or silicon germanium single crystal, gallium arsenide single crystal, and indium. It is preferable to use a single crystal substrate selected from group 3-5 single crystal, group 2-6 single crystal, group 4-6 single crystal, sapphire single crystal or silicon dioxide single crystal selected from single crystal which is single crystal or gallium.

그러나, 상기 기판은 단순히 기판 상부로 나노와이어 또는 나노벨트가 형성될 공간을 제공해 주는 역할을 할 뿐이므로 필요에 의해 상술한 단결정 기판 물질의 다결정체를 사용하여도 무방하다. However, since the substrate merely serves to provide a space in which the nanowires or nanobelts are to be formed, the polycrystal of the above-described single crystal substrate material may be used as necessary.

본 발명의 제조방법의 우수함을 실험적으로 입증하기 위하여 본 발명의 제조방법에 따라 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어, Ag2Te 단결정 나노와이어 및 Bi1Te1 단결정 나노벨트를 각각 제조(실시예 1, 2, 3 및 4) 하였다. Pd x Au 1-x (wherein x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) single crystal nanowire, Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) Single crystal nanowires, Ag 2 Te single crystal nanowires, and Bi 1 Te 1 single crystal nanobelts were prepared (Examples 1, 2, 3, and 4), respectively.

하기의 실시예 1은 할로겐화선구물질을 사용하지 않고 이원합금 나노와이어를 제조하는 대표적 실시예이며, 하기의 실시예 2는 할로겐화선구물질을 사용하여 이원합금 나노와이어를 제조하는 대표적 실시예이며, 하기의 실시예 3은 제조하고자 하는 이원합금 나노와이어의 이원합금물질을 이용하여 이원합금 나노와이어를 제조하는 대표적 실시예이고, 하기의 실시예 4는 제조하고자 하는 이원합금 나노벨트의 이원합금물질을 이용하여 이원합금 나노벨트를 제조하는 대표적 실시예이다. Example 1 below is a representative example for producing a binary alloy nanowires without using a halogenated precursor, Example 2 below is a representative example for producing a binary alloy nanowires using a halogenated precursor, Example 3 is a representative example of manufacturing a binary alloy nanowires using a binary alloy material of the binary alloy nanowires to be prepared, Example 4 below uses a binary alloy material of the binary alloy nanobelts to be manufactured Representative embodiment for producing a binary alloy nano belt by the.

상술한 바와 같이 하기의 실시예 3에서 선구물질로 이원합금물질(Ag2Te)만을 사용하였으나, 이원합금물질(Ag2Te)과 금속(Ag) 또는 이원합금물질과 금속산화물(Ag2O3)을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 하기의 실시예 4에서 선구물질로 이원합금물질(Bi1Te1)만을 사용하였으나, 이원합금물질(Bi1Te1)과 금속(Bi) 또는 이원합금물질과 금속산화물(Bi2O3)을 혼합하여 사용할 수 있다.As described above, in Example 3 below, only a binary alloy material (Ag 2 Te) was used as a precursor, but a binary alloy material (Ag 2 Te) and a metal (Ag) or a binary alloy material and a metal oxide (Ag 2 O 3 ) Can be used in combination. In addition, in Example 4 below, only a binary alloy material (Bi 1 Te 1 ) was used as a precursor, but a binary alloy material (Bi 1 Te 1 ) and a metal (Bi) or a binary alloy material and a metal oxide (Bi 2 O 3 ) Can be used in combination.

(실시예 1)(Example 1)

반응로에서 기상이송법을 이용하여 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99)단결정 나노와이어를 합성하였다. In the reactor, Pd x Au 1-x (wherein x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) was synthesized by vapor phase transfer.

상기 반응로는 전단부와 후단부로 구별이 되고 독립적으로 가열체(heating element) 및 온도 조절 장치를 구비하고 있다. 반응로내의 관은 직경 1인치, 길이 60cm 크기의 석영 (Quzrtz) 재질로 된 것을 사용하였다. The reactor is divided into a front end and a rear end, and is independently provided with a heating element and a temperature control device. The tube in the reactor was made of quartz (Quzrtz) material with a diameter of 1 inch and a length of 60 cm.

반응로 전단부의 가운데에 선구물질인 Au2O3(Sigma-Aldrich, 334057) 0.03 g과 PdO(Sigma-Aldrich, 203971) 0.03 g을 혼합한 혼합물이 담긴 고순도 알루미나 재질의 보트형 용기를 위치시키고, 반응로 후단부의 가운데에는 사파이어 단결정 기판(표면 (0001)면)을 위치시켰다. 아르곤 기체는 반응로 전단부로 투입되어 반응로 후단부로 배기되며 반응로 후단부에는 진공펌프가 구비되어 있다. 상기 진공펌프를 이용하여 석영 관내 압력을 5 torr로 유지하였으며, MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 150 sccm의 Ar이 흐르도록 하였다. In the center of the front end of the reactor, place a boat vessel made of high purity alumina containing a mixture of 0.03 g of precursor Au 2 O 3 (Sigma-Aldrich, 334057) and 0.03 g of PdO (Sigma-Aldrich, 203971), A sapphire single crystal substrate (surface (0001) surface) was placed in the middle of the rear end of the reactor. Argon gas is introduced into the front end of the reactor and exhausted to the rear end of the reactor, and a vacuum pump is provided at the rear end of the reactor. The vacuum pump was used to maintain the pressure in the quartz tube at 5 torr, and 150 sccm of Ar was flowed using a Mass Flow Controller (MFC).

반응로 전단부(선구물질이 담긴 알루미나 보트)의 온도는 1100℃로 유지하고, 반응로 후단부(실리콘 기판)의 온도는 950℃로 유지한 상태에서 30분 동안 열처리 하여 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어를 제조하였다.The temperature of the front end of the reactor (alumina boat containing precursors) is maintained at 1100 ° C, and the temperature of the rear end of the reactor (silicon substrate) is maintained at 950 ° C for 30 minutes, followed by Pd x Au 1-x (Where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) A single crystal nanowire was prepared.

(실시예 2)(Example 2)

반응로에서 기상이송법을 이용하여, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어를 합성하였다. Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) was synthesized by using a gas phase transfer method in a reactor.

상기 반응로는 전단부와 후단부로 구별이 되고 독립적으로 가열체(heating element) 및 온도 조절 장치를 구비하고 있다. 반응로내의 관은 직경 1인치, 길이 60cm 크기의 석영 (Quzrtz) 재질로 된 것을 사용하였다. The reactor is divided into a front end and a rear end, and is independently provided with a heating element and a temperature control device. The tube in the reactor was made of quartz (Quzrtz) material with a diameter of 1 inch and a length of 60 cm.

선구물질로 CoCl2(Sigma-Aldrich, 449776) 0.01g과 Ag2O(Sigma-Aldrich, 22163) 0.3g을 사용하였고, 상기 CoCl2과 Ag2O를 각각 고순도 알루미나 재질의 보트형 용기 담아 반응로 전단부에 각각 위치시키고, 반응로 후단부의 가운데에는 Si 단결정 기판(표면 (100))을 위치시켰다. 상기 반응로 전단부의 가운데에 Au2O3가 담긴 알루미나 도가니를 위치시키고, As a precursor, 0.01 g of CoCl 2 (Sigma-Aldrich, 449776) and 0.3 g of Ag 2 O (Sigma-Aldrich, 22163) were used, and each of the CoCl 2 and Ag 2 O was contained in a boat vessel made of high purity alumina. It was located in the front part, respectively, and the Si single crystal substrate (surface 100) was located in the center of the rear end part of the reactor. Place the alumina crucible containing Au 2 O 3 in the center of the front end of the reactor,

아르곤 기체는 반응로 전단부로 투입되어 반응로 후단부로 배기되며 반응로 후단부에는 진공펌프가 구비되어 있다. 상기 진공펌프를 이용하여 석영 관내 압력을 15 torr로 유지하였으며, MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 500 sccm의 Ar이 흐르도록 하였다. Argon gas is introduced into the front end of the reactor and exhausted to the rear end of the reactor, and a vacuum pump is provided at the rear end of the reactor. The vacuum pump was used to maintain a pressure in the quartz tube at 15 torr, and 500 sccm of Ar was flowed using a Mass Flow Controller (MFC).

반응로 전단부의 온도(반응로의 가운데 위치)는 1000℃로 유지하여 상기 Ag2O가 담긴 알루미나 도가니가 1000℃로 유지되도록 하였고, 상기 Ag2O가 담긴 알루미나 도가니의 위치를 기준으로 4cm 거리를 두고 상기 CoCl2가 담긴 알루미나 도가니를 위치시켜 상기 CoCl2가 담긴 알루미나 도가니가 650℃의 온도로 유지되도록 하였으며, 반응로 후단부(실리콘 기판)의 온도는 800℃로 유지한 상태에서 30분 동안 열처리 하여 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어를 제조하였다. 명료한 이해를 위해 도 1에 실시예 2의 선구물질 및 기판의 열처리 구성을 도시하였다. (Where the center of the reactor) of the front end portion temperature of the reactor was to be maintained by the Ag 2 O of alumina crucible containing the remains 1000 ℃ to 1000 ℃, a 4cm distance based on the location of the alumina crucible which the Ag 2 O containing The alumina crucible containing CoCl 2 was placed so that the alumina crucible containing CoCl 2 was maintained at a temperature of 650 ° C., and the temperature of the rear end of the reactor (silicon substrate) was maintained at 800 ° C. for 30 minutes. Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) to prepare single crystal nanowires. 1 shows a heat treatment configuration of the precursor and the substrate of Example 2 for clarity.

(실시예 3)(Example 3)

반응로에서 기상이송법을 이용하여 Ag2Te 단결정 나노와이어를 합성하였다. Ag 2 Te single crystal nanowires were synthesized by a gas phase transfer method in a reactor.

상기 반응로는 전단부와 후단부로 구별이 되고 독립적으로 가열체(heating element) 및 온도 조절 장치를 구비하고 있다. 반응로내의 관은 직경 1인치, 길이 60cm 크기의 석영 (Quzrtz) 재질로 된 것을 사용하였다. The reactor is divided into a front end and a rear end, and is independently provided with a heating element and a temperature control device. The tube in the reactor was made of quartz (Quzrtz) material with a diameter of 1 inch and a length of 60 cm.

반응로 전단부의 가운데에 선구물질인 Ag2Te(Sigma-Aldrich, 400645) 0.05g이 담긴 고순도 알루미나 재질의 보트형 용기를 위치시키고, 반응로 후단부의 가운데에는 실리콘 단결정 기판(표면 (100))을 위치시켰다. 아르곤 기체는 반응로 전단부로 투입되어 반응로 후단부로 배기되며 반응로 후단부에는 진공펌프가 구비되어 있다. 상기 진공펌프를 이용하여 석영 관내 압력을 10 torr로 유지하였으며, MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 200 sccm의 Ar이 흐르도록 하였다. Place a boat-type vessel made of high purity alumina containing 0.05 g of Ag 2 Te (Sigma-Aldrich, 400645), a precursor in the front of the reactor, and place a silicon single crystal substrate (surface (100)) in the center of the rear of the reactor. Located. Argon gas is introduced into the front end of the reactor and exhausted to the rear end of the reactor, and a vacuum pump is provided at the rear end of the reactor. The vacuum pump was used to maintain a pressure in the quartz tube at 10 torr, and 200 sccm of Ar was flowed using a Mass Flow Controller (MFC).

반응로 전단부(선구물질이 담긴 알루미나 보트)의 온도는 1000℃로 유지하고, 반응로 후단부(실리콘 기판)의 온도는 800℃로 유지한 상태에서 30분 동안 열처리 하여Ag2Te 단결정 나노와이어를 제조하였다.The temperature of the front end of the reactor (alumina boat containing precursors) is maintained at 1000 ° C., and the temperature of the rear end of the reactor (silicon substrate) is maintained at 800 ° C. for 30 minutes, followed by Ag 2 Te single crystal nanowires. Was prepared.

(실시예 4)(Example 4)

반응로에서 기상이송법을 이용하여 Bi1Te1 단결정 나노벨트를 합성하였다. Bi 1 Te 1 single crystal nano belts were synthesized by a gas phase transfer method in a reactor.

상기 반응로는 전단부와 후단부로 구별이 되고 독립적으로 가열체(heating element) 및 온도 조절 장치를 구비하고 있다. 반응로내의 관은 직경 1인치, 길이 60cm 크기의 석영 (Quzrtz) 재질로 된 것을 사용하였다. The reactor is divided into a front end and a rear end, and is independently provided with a heating element and a temperature control device. The tube in the reactor was made of quartz (Quzrtz) material with a diameter of 1 inch and a length of 60 cm.

반응로 전단부의 가운데에 선구물질인 Bi2Te3(Alfa Aesar, 44077) 0.05g이 담긴 고순도 알루미나 재질의 보트형 용기를 위치시키고, 반응로 후단부의 가운데에는 실리콘 단결정 기판(표면 (100))을 위치시켰다. 아르곤 기체는 반응로 전단부로 투입되어 반응로 후단부로 배기되며 반응로 후단부에는 진공펌프가 구비되어 있다. Place a boat vessel made of high-purity alumina containing 0.05 g of Bi 2 Te 3 (Alfa Aesar, 44077), the center of the front end of the reactor, and place a silicon single crystal substrate (surface (100)) in the center of the rear end of the reactor. Located. Argon gas is introduced into the front end of the reactor and exhausted to the rear end of the reactor, and a vacuum pump is provided at the rear end of the reactor.

상기 진공펌프를 이용하여 석영 관내 압력을 10 torr로 유지하였으며, MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 200 sccm의 Ar이 흐르도록 하였다. 반응로 전단부(선구물질이 담긴 알루미나 보트)의 온도는 600℃로 유지하고, 반응로 후단부(실리콘 기판)의 온도는 150℃로 유지한 상태에서 30분 동안 열처리 하여 Bi1Te1 단결정 나노벨트를 제조하였다.The vacuum pump was used to maintain a pressure in the quartz tube at 10 torr, and 200 sccm of Ar was flowed using a Mass Flow Controller (MFC). The temperature of the front end of the reactor (alumina boat containing precursors) is maintained at 600 ° C., and the temperature of the rear end of the reactor (silicon substrate) is maintained at 150 ° C. for 30 minutes, followed by Bi 1 Te 1 single crystal nano. The belt was made.

상기 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 이원합금 단결정 나노와이어 및 나노벨트를 분석하여 본 발명의 제조 방법으로 제조된 이원합금 단결정 나노구조체의 품질, 형상 및 순도 등을 분석하였다. The binary alloy single crystal nanowires and the nano belts prepared in Examples 1 to 4 were analyzed to analyze the quality, shape, and purity of the binary alloy single crystal nanostructures prepared by the method of the present invention.

도 2 내지 도 5는 실시예 1을 통해 제조된 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 나노와이어를 이용한 측정 결과이다. 2 to 5 are measurement results using Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) nanowires prepared in Example 1. FIG.

도 2는 사파이어 단결정 기판위에 제조된 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며, 도 2에서 알 수 있듯이 다량의 나노와이어가 직경이 50~150nm 정도이며 30um 이상(30 내지 50um)의 길이를 갖는 균일한 크기로 사파이어 단결정 기판과 분리되어 제조됨을 알 수 있으며, 나노와이어의 장축 방향으로 곧게 뻗은 형상을 가지며 나노와이어끼리 뭉침 없이 개별적으로 분리 가능한 나노와이어가 제조된 것을 알 수 있으며, 나노와이어의 장축이 기판의 표면에 대하여 수직에 가까운 배향성을 가짐을 알 수 있다. FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of Pd x Au 1-x (x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) nanowires prepared on a sapphire single crystal substrate, and as shown in FIG. It can be seen that it is separated from the sapphire single crystal substrate in a uniform size having a length of about 50 to 150 nm and having a length of 30 μm or more (30 to 50 μm), and has a shape extending straight in the long axis direction of the nanowires, and the nanowires are individually separated without aggregation. It can be seen that the separable nanowires were produced, and the long axis of the nanowires has a near-orientation to the surface of the substrate.

도 3은 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 나노와이어의 XRD(X-Ray Diffraction) 결과이다. 상기 도 3의 회절 결과는 Pd 금속과도 Au금속과도 일치하지 않으며, 결정성을 가지고 있음을 알 수 있다, 도 4의 TEM 장비에 부착된 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용한 나노와이어의 성분 분석 결과를 통해 알 수 있듯이 그리드(grid)와 같이 측정장비의 특성상 부차적으로 측정된 물질을 제외하면 제조된 나노와이어가 Pd와 Ag 만으로 이루어진 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 다수의 나노와이어를 TEM 장비에 부착된 EDS 분석 결과 PdxAu1-x의 나노와이어가 제조되며 상기 x는 0.01≤x≤0.99의 조성을 가짐을 알 수 있다. 3 is an XRD (X-Ray Diffraction) result of Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) nanowires. The diffraction results of FIG. 3 are inconsistent with both the Pd metal and the Au metal, and it can be seen that they have crystallinity. Component analysis of nanowires using EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) attached to the TEM device of FIG. As can be seen from the results, it can be seen that the nanowires manufactured are made of Pd and Ag only, except for the material that is additionally measured due to the characteristics of the measuring equipment such as a grid. In addition, as a result of EDS analysis of a plurality of nanowires prepared through the manufacturing method of the present invention attached to a TEM device, it can be seen that nanowires of Pd x Au 1-x are prepared, and x has a composition of 0.01≤x≤0.99. .

도 5는 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 나노와이어의 TEM(Transmission Electron Microscope) 분석 결과이며, 도 5(a)는 나노와이어의 암시야상이며, 도 5(b)는 도 5(a)의 나노와이어의 고배율 TEM 사진이며, 도 5(c)는 도 5(a)의 나노와이어의 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴이다. 도 5(a) 및 도 5(b)를 통해 매끈한 표면을 가지며 균일한 굵기의 나노와이어가 형성된 것을 알 수 있으며, 도 5(c)를 통해 제조된 나노와이어가 면심입방구조(FCC; Face Centered Cubic)를 가지며 [100] 방향의 성장 방향을 갖는 단결정체임을 알 수 있다. 5 is a transmission electron microscope (TEM) analysis result of Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) nanowires, and FIG. 5 (a) is a dark field image of nanowires, and FIG. 5 (b) 5A is a high magnification TEM photograph of the nanowire of FIG. 5A, and FIG. 5C is a selected area electron diffraction (SAED) pattern of the nanowire of FIG. 5A. 5 (a) and 5 (b) it can be seen that the nanowires having a smooth surface and a uniform thickness is formed, the nanowires manufactured through Fig. 5 (c) is a face centered cubic structure (FCC) Cubic) and a single crystal having a growth direction in the [100] direction.

상기 도 2 내지 도 5의 결과를 통해 Pd와 Au가 고용체를 이룬 면심입방구조를 갖는 단결정체의 고품질 및 고형상의 나노와이어가 제조됨을 알 수 있다.2 to 5 show that high quality and solid nanowires of a single crystal having a face-centered cubic structure in which Pd and Au form a solid solution are produced.

도 6 내지 도 8은 실시예 2을 통해 제조된 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 나노와이어를 이용한 측정 결과이다. 6 to 8 are measurement results using Co y Ag 1-y (y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) nanowires prepared in Example 2. FIG.

도 6은 실리콘 단결정 기판위에 제조된 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며, 도 6에서 알 수 있듯이 나노와이어와 플레이트(plate)가 동시에 제조되었으며, 도 6의 왼쪽 상부에 삽입한 고배율 SEM 사진에서 알 수 있듯이 직경이 200~300nm 정도이며 수um 이상의 길이를 갖는 균일한 크기의 나노와이어가 사파이어 단결정 기판과 분리되어 다량으로 제조됨을 알 수 있다.장축 방향으로 곧게 뻗은 형상을 가지며 나노와이어끼리 뭉침 없이 개별적으로 분리 가능한 나노와이어가 제조된 것을 알 수 있다. 도 7의 XRD 결과에서 알 수 있듯이 제조된 나노와이어가 면심입방구조(FCC)를 가지며 벌크 Ag의 회절결과와 일치함을 알 수 있다. FIG. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) nanowires prepared on a silicon single crystal substrate, and as shown in FIG. 6, nanowires and a plate Was prepared at the same time, as can be seen in the high magnification SEM photograph inserted in the upper left of Figure 6 is a nanowire of uniform size having a diameter of about 200 ~ 300nm and a length of several um or more is separated from the sapphire single crystal substrate is produced in large quantities It can be seen that the nanowires have a shape extending straight in the long axis direction and are separately separable without aggregation of the nanowires. As can be seen from the XRD results of FIG. 7, the prepared nanowires have a face centered cubic structure (FCC) and are consistent with the diffraction results of bulk Ag.

도 8은 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 나노와이어의 암시야상이며, 도 8의 왼쪽 하부에 삽입된 그림은 도 8의 나노와이어의 SAED 패턴이다. 도 8의 결과에서 알 수 있듯이 나노와이어가 면심입방구조(FCC)의 [01-1]성장 방향을 갖는 단결정체임을 알 수 있다. FIG. 8 is a dark field image of Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) of the nanowires, and a picture inserted in the lower left of FIG. 8 is a SAED pattern of the nanowires of FIG. 8. As can be seen from the results of FIG. 8, it can be seen that the nanowires are single crystals having a growth direction of the surface centered cubic structure (FCC).

도 9는 TEM 장비에 부착된 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용한 나노와이어의 성분 분석 결과이며 도 9(a)는 도 9의 나노와이어의 Ag EDS mapping 결과이며, 도 9(b)는 도 9의 나노와이어의 Co EDS mapping 결과이다. 도 9(c)는 도 9 나노와이어의 상부에 표시한 흰 사각형 부분의 EDS 결과이며, 도 9(d)는 하부에 표시한 흰 사각형 부분의 EDS 결과이다. 도 9(a) 내지 도 9(d)를 통해 알 수 있듯이 그리드(grid)와 같이 측정장비의 특성상 부차적으로 측정된 물질을 제외하면 제조된 나노와이어가 Co와 Ag 만으로 이루어져 있으며, Co와 Ag가 나노와이어 전체에고르게 분포되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 다수의 나노와이어의 EDS 분석 결과 CoyAg1-y의 나노와이어가 제조되며 상기 y는 0.01≤y≤0.5의 조성을 가짐을 알 수 있다. 9 is a result of analyzing the components of the nanowires using energy dispersive spectroscopy (EDS) attached to the TEM device, FIG. 9 (a) is an Ag EDS mapping result of the nanowires of FIG. 9, and FIG. 9 (b) is of FIG. Co EDS mapping results of nanowires. FIG. 9 (c) shows the EDS result of the white square part shown in the upper part of FIG. 9 nanowires, and FIG. 9 (d) shows the EDS result of the white square part shown in the lower part. As can be seen from Figure 9 (a) to Figure 9 (d), except that the material is measured by secondary, such as a grid (grid), except for the secondary measurement of the manufactured nanowires are made of only Co and Ag, Co and Ag It can be seen that it is evenly distributed throughout the nanowire. In addition, as a result of EDS analysis of a plurality of nanowires prepared through the manufacturing method of the present invention, it can be seen that nanowires of Co y Ag 1-y are prepared, and y has a composition of 0.01 ≦ y ≦ 0.5.

도 6 내지 도 9의 결과를 통해 Co와 Ag가 고용체를 이룬 면심입방구조를 갖는 단결정체의 고품질 및 고형상의 나노와이어가 제조됨을 알 수 있다.6 to 9 show that high quality and solid nanowires of a single crystal having a face-centered cubic structure in which Co and Ag form a solid solution are produced.

도 10 내지 도 13은 실시예 2을 통해 제조된 Ag2Te 나노와이어를 이용한 측정 결과이다. 10 to 13 are measurement results using Ag 2 Te nanowires prepared in Example 2. FIG.

도 10은 사파이어 단결정 기판위에 제조된 Ag2Te 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며, 도 10에서 알 수 있듯이 다량의 나노와이어가 직 경이 150~200nm 정도이며 수 um 이상의 길이를 갖는 균일한 크기로 사파이어 단결정 기판과 분리되어 제조됨을 알 수 있으며, 나노와이어의 장축 방향으로 곧게 뻗은 형상을 가지며 나노와이어끼리 뭉침 없이 개별적으로 분리 가능한 나노와이어가 제조된 것을 알 수 있다. 도 11의 XRD 결과를 통해 벌크의 Ag2Te와 동일한 구조를 갖는 단순 단사정 구조(simple monoclinic)의 화합물인 Ag2Te 나노와이어가 제조됨을 알 수 있다.FIG. 10 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of Ag 2 Te nanowires prepared on a sapphire single crystal substrate. As shown in FIG. 10, a large amount of nanowires have a diameter of about 150 to 200 nm and a uniform length of several um or more. It can be seen that the nanowires are separated from the sapphire single crystal substrate in size, and have a shape extending straight in the long axis direction of the nanowires, and the nanowires are separately separated without agglomeration between the nanowires. XRD results of FIG. 11 show that Ag 2 Te nanowires, which are compounds of a simple monoclinic structure having the same structure as the bulk Ag 2 Te, are prepared.

도 12는 Ag2Te 나노와이어의 TEM 분석 결과이며, 도 12(a)는 나노와이어의 암시야상 및 SAED 패턴이며, 도 12(b)는 도 12(a)의 나노와이어의 HRTEM(High Resolution Transmission Microscopy) 사진이며 도 12(b)의 오른쪽 상부에 삽입된 패턴은 도 12(b)의 고속푸리에변환 패턴이다. 도 12(a)를 통해 매끈한 표면을 가지며 균일한 굵기의 나노와이어가 형성된 것을 알 수 있으며, 제조된 나노와이어가 [-302]성장 방향을 갖는 단순 단사정 구조의 단결정체인 것을 알 수 있다. 도 12(b)의 HRTEM 사진을 통해 제조된 나노와이어가 결함 없는 고품질의 단결정체이며, 나노와이어의 (010) 면간거리가 벌크의 Ag2Te의 (010) 면간거리와 같은 4.46Å임을 할 수 있다. 도 13의 TEM 장비에 부착된 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용한 나노와이어의 성분 분석 결과를 통해 알 수 있듯이 그리드(grid)와 같이 측정 장비의 특성상 부차적으로 측정된 물질을 제외하면 제조된 나노와이어가 Ag와 Te 만으로 이루어져 있으며, Ag와 Te의 조성비가 2:1인 것을 알 수 있다. 12 is a result of TEM analysis of Ag 2 Te nanowires, FIG. 12 (a) is a dark field image and SAED pattern of nanowires, and FIG. 12 (b) is a HRTEM (High Resolution Transmission) of the nanowires of FIG. 12 (a). Microscopy) and the pattern inserted in the upper right of Figure 12 (b) is the fast Fourier transform pattern of Figure 12 (b). It can be seen from Figure 12 (a) has a smooth surface and a uniform thickness of nanowires are formed, it can be seen that the prepared nanowires are single crystals of a simple monoclinic structure having a [-302] growth direction. The nanowires produced through the HRTEM photograph of FIG. 12 (b) are high-quality single crystals without defects, and the (010) interplanar spacing of the nanowires is 4.46 μs, which is the same as the (010) interplanar spacing of the bulk Ag 2 Te. have. As can be seen from the component analysis results of the nanowires using EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) attached to the TEM device of FIG. 13, the nanowires manufactured by excluding the secondary measurement material due to the characteristics of the measurement equipment, such as a grid, It consists of only Ag and Te, it can be seen that the composition ratio of Ag and Te is 2: 1.

도 10 내지 도 13의 결과를 통해 Ag와 Te가 2:1의 조성비를 갖는 단순 단사정 구조의 화합물이며 고형상, 고품질의 단결정체로 Ag2Te 나노와이어가 제조됨을 알 수 있다.10 to 13 show that Ag and Te are simple monoclinic structures having a composition ratio of 2: 1, and Ag2Te nanowires are manufactured from solid, high quality single crystals.

도 14는 Bi1Te1 나노 벨트의 TEM(Transmission Electron Microscope) 분석 결과를 도시한 것이다. 도 14 (a)의 암시야상에서 알 수 있듯이 길이 및 폭이 마이크로미터 오더(order)이며, 나노미터 오더(order)의 두께를 갖는 나노벨트가 제조된 것을 알 수 있으며, 매끈한 표면을 가지며 균일한 굵기의 나노벨트가 형성된 것을 알 수 있다. 도 14(a)의 암시야상 및 14 (a)에 삽입된 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴에서 알 수 있듯이, 단일한 나노 벨트가 단일한 단결정체임을 알 수 있다.14 shows the results of Transmission Electron Microscope (TEM) analysis of Bi1Te1 nano belts. As can be seen from the dark field of FIG. 14 (a), it can be seen that the nanobelt has a length and width of a micrometer order, and a nanometer order has a thickness, and has a smooth surface and uniformity. It can be seen that a nano belt of thickness is formed. As can be seen from the dark field image of FIG. 14 (a) and the selected area electron diffraction (SAED) pattern inserted into 14 (a), it can be seen that a single nano belt is a single crystal.

도 14 (b)는 도 14(a) 나노벨트의 HRTEM 사진이며, 도 14(b)에 삽입된 이미지는 고속푸리에변환 패턴이다. 도 14(a)와 마찬가지로 도 14(b)를 통해서도 제조된 나노벨트가 단결정체로 이루어진 것을 알 수 있으며, 나노벨트 형상의 단결정체가 점결함 선결함 또는 면결함이 거의 존재하지 않는 고품질의 단결정임을 알 수 있다. 14 (b) is an HRTEM photograph of the nanobelt of FIG. 14 (a), and the image inserted in FIG. 14 (b) is a fast Fourier transform pattern. As shown in FIG. 14 (a), it can be seen from FIG. 14 (b) that the nanobelt is made of a single crystal, and the nanobelt-shaped single crystal is a high-quality single crystal in which point defects or defects are hardly present. Able to know.

또한, 도 14 (a) 및 (b)에 삽입된 전자회절 패턴을 통해 합성된 나노 벨트가 헥사고날(hexagonal, HCP) 구조를 가지며 [110] 방향의 성장 방향을 가짐을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the nano belt synthesized through the electron diffraction pattern inserted in FIGS. 14A and 14B has a hexagonal (HCP) structure and has a growth direction in the [110] direction.

도 15는 본 발명의 실시예 4를 통해 제조된 나노벨트의 TEM 장비에 부착된 EDS를 이용한 나노벨트의 성분분석 결과이다. 도 15의 분석결과를 통해, 측정 장비 의 특성상 부차적으로 측정된 물질을 제외하면 제조된 단결정체의 나노벨트가 Bi와 Te만으로 이루어졌음을 확인하였으며, Bi와 Te의 조성비가 1:1인 것을 알 수 있다.15 is a component analysis result of the nano belt using EDS attached to the TEM device of the nano belt manufactured through Example 4 of the present invention. The analysis results of FIG. 15 confirm that the nanobelt of the prepared single crystal was made of Bi and Te only, except for the secondary measurement material due to the characteristics of the measuring equipment, and the composition ratio of Bi and Te was 1: 1. Can be.

도 16은 본 발명의 실시예 4를 통해 제조된 나노벨트의 XRD 결과를 나타낸 것으로, 투과전자현미경을 통해 미시적으로 확인한 바와 같이, 제조된 모든 나노벨트가 헥사고날 구조를 갖는 Bi1Te1 단결정 나노벨트임을 알 수 있었으며, 헥사고날 구조의 Bi1Te1이외에 다른 이상(phase)이 생성되지 않음을 알 수 있다.FIG. 16 shows the XRD results of the nanobelts manufactured according to Example 4 of the present invention. As shown microscopically through a transmission electron microscope, Bi 1 Te 1 single crystal nano having all hexagonal structures as manufactured nanobelts It can be seen that the belt, no other phase (phase) other than the hexagonal structure Bi 1 Te 1 It can be seen that.

도 1은 실시예 2의 선구물질 및 기판의 열처리 구성도이며,1 is a heat treatment configuration diagram of a precursor and a substrate of Example 2,

도 2는 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며,Figure 2 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the nanowires prepared through Example 1 of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 나노와이어의 XRD(X-Ray Diffraction) 결과이며,3 is an X-ray diffraction (XRD) result of the nanowires prepared according to Example 1 of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 나노와이어의 TEM 장비에 부착된 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy) 결과이며,4 is an energy dispersive spectroscopy (EDS) result attached to a TEM device of a nanowire manufactured through Example 1 of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 나노와이어의 TEM(Transmission Electron Microscope) 분석 결과이며, 도 5(a)는 나노와이어의 암시야상이며, 도 5(b)는 도 5(a)의 나노와이어의 고배율 TEM 사진이며, 도 5(c)는 도 5(a)의 나노와이어의 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴이며,5 is a transmission electron microscope (TEM) analysis result of the nanowires prepared according to Example 1 of the present invention, FIG. 5 (a) is a dark field image of the nanowires, and FIG. 5 (b) is a diagram of FIG. 5 (a). Is a high magnification TEM photograph of the nanowire of FIG. 5 (c) is a SAED (Selected Area Electron Diffraction) pattern of the nanowire of FIG. 5 (a),

도 6은 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며,6 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the nanowires prepared by Example 2 of the present invention,

도 7은 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 나노와이어의 XRD(X-Ray Diffraction) 결과이며,7 is an X-ray diffraction (XRD) result of the nanowires prepared through Example 2 of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 나노와이어의 암시야상이며, 도 8의 왼쪽 하부에 삽입된 그림은 도 8의 나노와이어의 SAED 패턴이며,FIG. 8 is a dark field image of a nanowire manufactured through Example 2 of the present invention, and the figure inserted into the lower left of FIG. 8 is a SAED pattern of the nanowire of FIG. 8.

도 9는 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 나노와이어의 TEM 장비에 부착된 EDS를 이용한 나노와이어의 성분 분석 결과이며, 도 9(a)는 도 9의 나노와이어의 Ag EDS mapping 결과이며, 도 9(b)는 도 9의 나노와이어의 Co EDS mapping 결과이다. 도 9(c)는 도 9 나노와이어의 상부에 표시한 흰 사각형 부분의 EDS 결과이며, 도 9(d)는 하부에 표시한 흰 사각형 부분의 EDS 결과이며,9 is a result of analyzing the components of the nanowires using the EDS attached to the TEM device of the nanowires prepared through Example 2 of the present invention, Figure 9 (a) is the Ag EDS mapping results of the nanowires of Figure 9, FIG. 9 (b) shows Co EDS mapping results of the nanowires of FIG. 9. FIG. 9 (c) shows the EDS results of the white square portions shown on the upper portion of FIG. 9 nanowires. FIG.

도 10은 본 발명의 실시예 3을 통해 제조된 나노와이어의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이며,10 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the nanowires prepared by Example 3 of the present invention,

도 11은 본 발명의 실시예 3을 통해 제조된 나노와이어의 XRD(X-Ray Diffraction) 결과이며,11 is an X-ray diffraction (XRD) result of the nanowires prepared in Example 3 of the present invention.

도 12는 본 발명의 실시예 3을 통해 제조된 나노와이어의 TEM 분석 결과이며, 도 12(a)는 나노와이어의 암시야상 및 SAED 패턴이며, 도 12(b)는 도 12(a)의 나노와이어의 HRTEM(High Resolution Transmission Microscopy) 사진이며 도 12(b)의 오른쪽 상부에 삽입된 패턴은 도 12(b)의 고속푸리에변환 패턴이며,12 is a TEM analysis result of the nanowires prepared through Example 3 of the present invention, Figure 12 (a) is a dark field image and SAED pattern of the nanowire, Figure 12 (b) is a nano of Figure 12 (a) HRTEM (High Resolution Transmission Microscopy) photograph of the wire and the pattern inserted in the upper right of Figure 12 (b) is a fast Fourier transform pattern of Figure 12 (b),

도 13은 본 발명의 실시예 3을 통해 제조된 나노와이어의 TEM 장비에 부착된 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy) 결과이며,13 is an EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) result attached to a TEM device of a nanowire manufactured through Example 3 of the present invention.

도 14는 Bi1Te1 나노 벨트의 TEM(Transmission Electron Microscope) 분석 결과이며, (a)는 나노벨트의 암시야상과 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴이며, 도 14(b)는 도 14(a)의 나노와이어의 HRTEM(High Resolution Transmission Microscopy) 사진이며,14 is a transmission electron microscope (TEM) analysis result of the Bi1Te1 nanobelt, (a) is a dark field image and a selected area electron diffraction (SAED) pattern of the nanobelt, and FIG. 14 (b) is a nanoparticle of FIG. 14 (a). High Resolution Transmission Microscopy (HRTEM) picture of the wire,

도 15는 본 발명의 실시예 4를 통해 제조된 나노벨트의 TEM 장비에 부착된 EDS를 이용한 나노벨트의 성분분석 결과이며,15 is a component analysis result of the nano belt using EDS attached to the TEM equipment of the nano belt manufactured through Example 4 of the present invention,

도 16은 본 발명의 실시예 4를 통해 제조된 나노벨트의 XRD 결과를 도시한 것이다.Figure 16 shows the XRD results of the nanobelt prepared through Example 4 of the present invention.

Claims (26)

이원합금 나노와이어; 또는 이원합금 나노벨트;인 이원합금 나노구조체의 상기 이원합금을 구성하는 한 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 1물질, 상기 이원합금을 구성하는 다른 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 2물질 및 상기 이원합금의 이원합금물질을 포함하는 제 3물질에서,Binary alloy nanowires; Or a binary alloy nano belt; a first material comprising a metal oxide, a metal material, or a metal halide of one metal constituting the binary alloy of the binary alloy nanostructure; a metal oxide, a metal material of another metal constituting the binary alloy; Or in a third material including a second material containing a metal halide and a binary alloy material of the binary alloy, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질; 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질의 혼합물; 또는 상기 제 3물질;을 선구물질로 이용하며,Two materials selected from the first to third materials; A mixture of two materials selected from the first to third materials; Or using the third material as a precursor material, 반응로의 전단부에 위치시킨 상기 선구물질과 반응로의 후단부에 위치시킨 반도체 또는 부도체 단결정 기판을 불활성 기체가 흐르는 분위기에서 열처리하여 상기 단결정 기판 상에 이원합금(binary alloy) 단결정 나노와이어 또는 나노벨트가 형성되는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. Binary alloy single crystal nanowires or nanoparticles are placed on the single crystal substrate by heat-treating the precursor material located at the front end of the reactor and the semiconductor or non-conductive single crystal substrate located at the rear end of the reactor in an inert gas flow. Method of producing a binary alloy nanostructures, characterized in that the belt is formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 선구물질은 제 1물질과 제 2물질의 혼합물; 제 1물질과 제 3물질의 혼합물; 또는 제 3 물질;인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The precursor material is a mixture of a first material and a second material; A mixture of a first substance and a third substance; Or a third material; method for producing a binary alloy nanostructure, characterized in that the. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 할로겐화금속은 플루오르화금속(metal fluoride), 염화금속(metal chloride), 브롬화금속(metal bromide) 또는 요오드화금속(metal iodide)에서 선택된 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The metal halide of the first material or the second material is a binary alloy nanostructure, characterized in that selected from metal fluoride, metal chloride, metal bromide or metal iodide. Manufacturing method. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불활성 기체는 상기 반응로 전단부에서 상기 반응로 후단부 쪽으로 10내지 600 sccm 흘려주는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The inert gas is 10 to 600 sccm flows from the front end of the reactor toward the rear end of the reactor, characterized in that for producing a binary alloy nanostructures. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 열처리는 2 내지 30 torr의 압력에서 열처리 되는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The heat treatment is a method for producing a binary alloy nanostructures, characterized in that the heat treatment at a pressure of 2 to 30 torr. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 선구물질은 500 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판은 700 내지 1100℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the single crystal substrate is a method of manufacturing a binary alloy nanostructures, characterized in that maintained at 700 to 1100 ℃. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 선구물질은 500 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판은 100 내지 200℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The precursor is maintained at 500 to 1200 ℃, the single crystal substrate is a method for producing a binary alloy nanostructures, characterized in that maintained at 100 to 200 ℃. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 선구물질이 상기 제 1물질의 할로겐화금속 및 상기 제 2물질이며, 상기 제 1물질의 할로겐화금속과 상기 제 2물질이 물리적으로 분리되어 상기 전단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The precursor material is a metal halide and the second material of the first material, the metal halide and the second material of the first material is physically separated from the binary alloy nanostructures of the Manufacturing method. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1물질의 할로겐화금속이 500 내지 800℃로 유지되며, 상기 제 2물질이 800 내지 1200℃로 유지되고, 상기 단결정 기판이 700 내지 1100℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The metal halide of the first material is maintained at 500 to 800 ° C., the second material is maintained at 800 to 1200 ° C., and the single-crystal substrate is maintained at 700 to 1100 ° C. Way. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속산화물은 산화은, 산화금, 산화코발트, 산화팔라듐, 산화비스무트 또는 산화텔루륨인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The metal oxide of the first material or the second material is a silver oxide, gold oxide, cobalt oxide, palladium oxide, bismuth oxide or tellurium oxide manufacturing method of the binary alloy nanostructures, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 금속물질은 은, 금, 코발트, 팔라듐, 비스무트 또는 텔루륨인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법.The metal material of the first material or the second material is silver, gold, cobalt, palladium, bismuth or tellurium manufacturing method of the binary alloy nanostructures. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1물질 또는 제 2물질의 할로겐화금속은 할로겐화은, 할로겐화금, 할로겐화코발트, 할로겐화팔라듐, 할로겐화비스무트 또는 할로겐화텔루륨인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법.The metal halide of the first material or the second material is a silver halide, a gold halide, a cobalt halide, a palladium halide, a bismuth halide or a tellurium halide. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 3물질의 이원합금물질은 Pd와 Au의 합금, Co와 Ag의 합금, Ag와 Te또는 Bi와 Te의 합금인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법.The binary alloy material of the third material is an alloy of Pd and Au, an alloy of Co and Ag, a method of producing a binary alloy nanostructure, characterized in that the alloy of Ag and Te or Bi and Te. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단결정 기판 상에 형성되는 이원합금 나노구조체는 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어, Ag2Te 단결정 나노와이어 또는 Bi1Te1 단결정 나노벨트인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체의 제조방법. The binary alloy nanostructure formed on the single crystal substrate is Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99) single crystal nanowire, Co y Ag 1-y (y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5) single crystal nano A method for producing a binary alloy nanostructure, characterized in that the wire, Ag 2 Te single crystal nanowire or Bi 1 Te 1 single crystal nanobelt. 선구물질을 이용하여 무촉매 조건에서 기상합성법으로 제조되고, 나노와이어 또는 나노벨트 형태인 나노구조체이며, 상기 나노구조체는 금속 및 준금속에서 선택된 두 원소의 고용체상의 단결정체 또는 화합물상의 단결정체인 이원합금 나노구조체.Produced by gas phase synthesis in a non-catalytic condition using a precursor, it is a nanostructure in the form of nanowires or nanobelts, and the nanostructure is a binary alloy which is a monocrystalline or compound monocrystalline on two elements selected from metals and metalloids. Nanostructures. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 선구물질은 이원합금 나노와이어 또는 이원합금 나노벨트를 구성하는 한 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 1물질, 상기 이원합금을 구성하는 다른 금속의 금속산화물, 금속물질 또는 할로겐화금속을 포함하는 제 2물질 또는 상기 이원합금의 이원합금물질을 포함하는 제 3물질에서, 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질; 상기 제 1물질 내지 제 3물질에서 선택된 두 물질의 혼합물; 또는 제 3물질;인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The precursor material is a metal oxide, metal material or metal halide of a first metal, metal oxide, metal material or halogenated metal of one metal constituting the binary alloy nanowires or binary alloy nano belts; A second material including a metal or a third material including a binary alloy material of the binary alloy, the two materials selected from the first to third materials; A mixture of two materials selected from the first to third materials; Or a third material; a binary alloy nanostructure, characterized in that the. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 기상합성법은 상기 선구물질이 500 내지 1200℃로 유지되고, 이원합금 단결정 나노와이어가 형성되는 기판이 700 내지 1100℃로 유지되며, 2 내지 30 torr의 압력에서 상기 선구물질에서 상기 기판 쪽으로 불활성 기체가 10 내지 600 sccm 흐르는 열처리인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.In the gas phase synthesis method, the precursor is maintained at 500 to 1200 ° C., and the substrate on which the binary alloy single crystal nanowires are formed is maintained at 700 to 1100 ° C., and the inert gas is moved from the precursor to the substrate at a pressure of 2 to 30 torr. The binary alloy nanostructures, characterized in that the heat treatment flowing 10 to 600 sccm. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 기상합성법은 상기 선구물질이 500 내지 1200℃로 유지되고, 이원합금 단결정 나노벨트가 형성되는 기판이 100 내지 200℃로 유지되며, 2 내지 30 torr의 압력에서 상기 선구물질에서 상기 기판 쪽으로 불활성 기체가 10 내지 600 sccm 흐르는 열처리인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.In the gas phase synthesis method, the precursor is maintained at 500 to 1200 ° C., and the substrate on which the binary alloy single crystal nanobelts are formed is maintained at 100 to 200 ° C., and the inert gas is moved from the precursor to the substrate at a pressure of 2 to 30 torr. The binary alloy nanostructures, characterized in that the heat treatment flowing 10 to 600 sccm. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 이원합금 나노구조체는 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어, CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어, Ag2Te 단결정 나노와이어 또는 Bi1Te1 단결정 나노벨트인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The binary alloy nanostructure is Pd x Au 1-x (where x is 0.01≤x≤0.99) single crystal nanowire, Co y Ag 1-y (y is 0.01≤y≤0.5) single crystal nanowire, Ag 2 Te single crystal Binary alloy nanostructures, characterized in that the nanowires or Bi 1 Te 1 single crystal nano belt. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어는 면심입방구조(FCC; Face Centered Cubic)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99), wherein the single crystal nanowire has a Face Centered Cubic (FCC) structure. 제 20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 PdxAu1-x(상기 x는 0.01≤x≤0.99) 단결정 나노와이어는 고용체(solid solution)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Pd x Au 1-x (where x is 0.01 ≦ x ≦ 0.99), wherein the single crystal nanowire is a solid solution. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어는 면심입방구조(FCC; Face Centered Cubic)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5), wherein the single crystal nanowires are Face Centered Cubic (FCC). 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 CoyAg1-y(상기 y는 0.01≤y≤0.5) 단결정 나노와이어는 고용체(solid solution)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Co y Ag 1-y (where y is 0.01 ≦ y ≦ 0.5), wherein the single crystal nanowire is a solid solution. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 Ag2Te 단결정 나노와이어는 단순 단사정 구조(simple monoclinic)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Ag 2 Te single crystal nanowire is a binary alloy nanostructures, characterized in that the simple monoclinic structure (simple monoclinic). 제 24항에 있어서,The method of claim 24, 상기 Ag2Te 단결정 나노와이어는 화합물(compound)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체. The Ag 2 Te single crystal nanowires are a compound (compound) characterized in that the binary alloy nanostructures. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 Bi1Te1 단결정 나노벨트는 헥사고날 구조(hexagonal)인 것을 특징으로 하는 이원합금 나노구조체.The Bi 1 Te 1 single crystal nano belt is a hexagonal structure (hexagonal) binary alloy nanostructures, characterized in that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102341177B1 (en) 2021-04-16 2021-12-17 장동익 Folding shower
US11985244B2 (en) 2017-12-01 2024-05-14 Fasetto, Inc. Systems and methods for improved data encryption

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101085160B1 (en) * 2008-09-12 2011-11-18 주식회사 엘지화학 Metal nanobelt, preparation method thereof, conductive ink composition and conductive film comprising the same
JP5269904B2 (en) * 2008-09-22 2013-08-21 韓国科学技術院 Method for producing metal single crystal nanoplate
DE102008043447A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Single crystalline gold or palladium nanowire useful in electrical-, optical- or magnetic device or sensors, comprises a vertical or horizontal orientation to a surface of a single crystalline semi-conductive- or non-conductive substrate
TWI437106B (en) * 2008-12-03 2014-05-11 Tatung Co One dimension nano magnetic wires and manufacturing method thereof
US9017449B2 (en) * 2010-12-09 2015-04-28 Carestream Health, Inc. Nanowire preparation methods, compositions, and articles
KR101413607B1 (en) * 2012-09-21 2014-07-08 부산대학교 산학협력단 metal single crystal substituted by a metal element
CN109440148A (en) * 2018-10-29 2019-03-08 钟祥博谦信息科技有限公司 A kind of preparation method and applications of palladium cobalt nanowire
CN112719281A (en) * 2020-12-04 2021-04-30 大连理工大学 Preparation method of cobalt magnetic metal nanowire with controllable size

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6444256B1 (en) * 1999-11-17 2002-09-03 The Regents Of The University Of California Formation of nanometer-size wires using infiltration into latent nuclear tracks
KR100439579B1 (en) * 2001-06-07 2004-07-12 학교법인 포항공과대학교 Synthesis of organic nanotubes and synthesis of ultrathin metal nanowires using same as templates
KR100456016B1 (en) * 2002-01-10 2004-11-06 학교법인 포항공과대학교 A process for preparing a zinc oxide nanowire by metal organic chemical vapor deposition and a nanowire prepared therefrom
US7344753B2 (en) 2003-09-19 2008-03-18 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Nanostructures including a metal
JP4308103B2 (en) * 2004-08-05 2009-08-05 日本電信電話株式会社 Nanocrystal growth method and apparatus
US20070087470A1 (en) 2005-09-30 2007-04-19 Sunkara Mahendra K Vapor phase synthesis of metal and metal oxide nanowires
KR100772661B1 (en) * 2005-11-17 2007-11-01 학교법인 포항공과대학교 Preparation of nanowires by means of electromagnetic wave irradiation without using catalysts and nanowires prepared by the same
KR20070068548A (en) 2005-12-27 2007-07-02 주식회사 포스코 Laser welding method for hot rolled stainless steel coil
US20100221894A1 (en) * 2006-12-28 2010-09-02 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Method for manufacturing nanowires by using a stress-induced growth

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11985244B2 (en) 2017-12-01 2024-05-14 Fasetto, Inc. Systems and methods for improved data encryption
KR102341177B1 (en) 2021-04-16 2021-12-17 장동익 Folding shower

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