KR20110027965A - Photo sensor comprising three-dimensional carbon nano tube networks, method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20110027965A
KR20110027965A KR1020090085825A KR20090085825A KR20110027965A KR 20110027965 A KR20110027965 A KR 20110027965A KR 1020090085825 A KR1020090085825 A KR 1020090085825A KR 20090085825 A KR20090085825 A KR 20090085825A KR 20110027965 A KR20110027965 A KR 20110027965A
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Abstract

PURPOSE: An optical sensor including three-dimensional carbon nano-tube network and a method for manufacturing the same are provided to improve the productivity by minimizing interference or interaction between electrodes and nano-materials. CONSTITUTION: An optical sensor including three-dimensional carbon nano-tube network includes a silicon electrode equipped with nano-rods or nano-holes, a counter electrode, and three dimensional carbon nano-tube network. The three dimensional carbon nano-tube network is parallelly floated in the nano-holes or between adjacent nano-rods. An optical conversion material is attached on the surface of the carbon nano-tube. The optical conversion material is quantum-dot compounds.

Description

3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서 및 그 제조방법{Photo sensor comprising three-dimensional carbon nano tube networks, method for manufacturing the same}Photoelectric sensor comprising three-dimensional carbon nanotube networks, method for manufacturing the same

본 발명은 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광전류밀도가 높고 감응속도가 빠른 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical sensor including a three-dimensional carbon nanotube network, and more particularly, to an optical sensor including a three-dimensional carbon nanotube network having a high photocurrent density and fast response speed, and a method of manufacturing the same.

광센서란 흡수된 광자에 의해 소자를 이루는 물질 내에 전자(electron), 홀(hole)과 같은 운반체(carrier)가 발생되며 이 운반체의 흐름에 의해 전류가 발생하여 광전력을 측정하거나 광전 스위치로 사용되는 것을 말한다. 통상적으로 광센서라 하면 빛을 내는 투광부와 변화된 빛을 수광하는 수광부를 구비하고 있는데, 수광부만을 일컬어 수광소자라고도 하며, 이러한 수광소자는 광다이오드 또는 광트랜지스터를 포함한다. 넓은 의미의 광센서는 투광부가 없어도 대상물이 방사하는 빛에 의해 동작하는 것, 출력이 On/Off 신호가 아니라 입광량에 비례하는 아날로그 출력인 것, 그리고 이미지 센서와 같이 여러 개의 센서 소자를 사용하여 치수검사나 결점을 검출하는 것까지 포함하는 개념이다.An optical sensor is a carrier such as an electron or a hole in a material formed by an absorbed photon, and current is generated by the flow of the carrier to measure optical power or use it as a photoelectric switch. Say something. In general, an optical sensor includes a light transmitting part that emits light and a light receiving part that receives the changed light. Also, the light receiving part is also called a light receiving element, and the light receiving element includes a photodiode or a phototransistor. In the broad sense, an optical sensor is operated by light emitted by an object even without a light emitting part, an output is an analog output that is proportional to the amount of light input rather than an on / off signal, and multiple sensor elements are used such as an image sensor. This concept includes the inspection of dimensions and the detection of defects.

종래의 광센서는 광전류밀도가 낮고 제작시 소스와 드레인 전극을 필요로 하는 등 복잡한 제작공정을 거쳐야 하며, 유기물 광센서의 경우에는 감응속도가 낮다는 문제점이 있었다.The conventional optical sensor has a low photocurrent density and requires a complicated manufacturing process such as requiring a source and a drain electrode during manufacturing. In the case of an organic optical sensor, there is a problem that the response speed is low.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제663326호에는 광전도성 복합나노튜브가 개시되어 있으며 이를 이용하여 가시광선 및 자외선 영역에서 작동되는 광센서에 사용할 수 있다고 기재되어 있으나, 감도 및 감응속도가 떨어진다는 문제점이 있었다.For example, Korean Patent Publication No. 663326 discloses a photoconductive composite nanotube and describes that it can be used for an optical sensor operating in the visible and ultraviolet regions by using the same, but the sensitivity and the response speed are poor. There was this.

근래에는 광센서의 감도 및 감응속도를 향상시키기 위하여 나노선 또는 양자점 등을 이용한 광센서에 대한 연구가 진행되고 있는데, 이는 나노소재가 갖는 큰 표면적, 작은 크기, 균일한 물성 등 나노소재에서만 나타나는 특성에 의해 종래 센서의 특성을 크게 개선할 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 나노소재를 이용한 센서는 두가지 형태로 구분할 수 있는데, 첫 번째는 단일 혹은 소수의 나노선 감지소재를 기판 상부의 특정 영역에 배치하는 형태이고, 다른 하나는 복수개의 나노선으로 구성된 나노선 집합체를 이용하여 기판 상부에 무작위로 배치시킨 형태이다. 전자의 경우에는 나노선을 감지전극과 접촉시키기 위하여 전자주사현미경 또는 원자힘현미경을 이용하여 확인하면서 위치를 변화시켜야 하는 등 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 후자의 경우는 다수의 나노선 집합체가 무작위로 배치됨에 따라 나노선 감지소재 자체 간의 간섭 또는 상호작용은 물론, 상기 나노선 집합체가 부착되어 있는 기판과의 간섭 또는 상호작용에 의해 감지특성이 저하된다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 2005-90285호 에는 나노선을 이용하여 화학발광 및 화학형광을 측정함으로써 향상된 분해능을 갖는 나노선 광센서가 개시되어 있으나, 두개의 금속 전극 사이에 반도체 나노선을 통전이 되도록 연결시켜야 하므로 제조공정이 상당히 복잡하며 광센서 자체가 2차원적인 형태이므로 감도 및 반응속도가 떨어진다는 문제점이 있으며, 대한민국 공개특허공보 제2008-52297호에는 두 개의 감지전극 사이에 물리적으로 부양되어 형성된 나노선 감지소재를 포함하는 부양형 나노선 센서가 개시되어 있으나 제조공정이 복잡하고 생산효율이 떨어진다는 문제가 있었다. Recently, researches on optical sensors using nanowires or quantum dots have been conducted to improve the sensitivity and response speed of optical sensors, which are characteristic of nanomaterials such as large surface area, small size, and uniform physical properties of nanomaterials. This is because the characteristics of the conventional sensor can be greatly improved. However, the sensor using the nanomaterial can be classified into two types. The first is a type in which a single or a small number of nanowire sensing materials are placed in a specific region on the substrate, and the other is a nanowire composed of a plurality of nanowires. Randomly placed on the substrate using the aggregates. In the case of the former, there is a problem in that the productivity is low because the manufacturing process is complicated, such as the position of the nanowire to be checked using an electron scanning microscope or an atomic force microscope in order to contact the sensing electrode. In addition, in the latter case, as a plurality of nanowire aggregates are randomly arranged, the detection characteristics are not only affected by the interference or interaction between the nanowire sensing material itself but also by the interference or interaction with the substrate to which the nanowire aggregate is attached. There was a problem of deterioration. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-90285 discloses a nanowire optical sensor having improved resolution by measuring chemiluminescence and chemical fluorescence using a nanowire, but conducting a semiconductor nanowire between two metal electrodes. Since the manufacturing process is quite complicated and the optical sensor itself is a two-dimensional form, there is a problem in that the sensitivity and the reaction speed are lowered. In Korean Patent Laid-Open No. 2008-52297, a physical support is provided between two sensing electrodes. Float-type nanowire sensor including a nanowire sensing material is disclosed, but there was a problem that the manufacturing process is complex and production efficiency is low.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 전극과 나노소재 간의 간섭 또는 상호작용을 최소화화함으로써 감도 및 감응속도가 우수하고, 제조공정이 간단하여 생산효율이 뛰어난 광센서를 제공하는 것이다. Accordingly, the first problem to be solved by the present invention is to provide an optical sensor having excellent sensitivity and response speed by minimizing the interference or interaction between the electrode and the nanomaterial, and a simple manufacturing process.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 광센서의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, a second problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing the optical sensor.

본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,The present invention to solve the first technical problem,

나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 전극; A silicon electrode in which nanorods or nano holes are formed;

상기 실리콘 전극과 대향되는 대향전극; 및An opposite electrode facing the silicon electrode; And

상기 실리콘 전극에서 서로 인접하고 있는 나노 로드들 사이 또는 나노 홀의 내부에 병렬적으로 수평성장되어 띄워진 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하며, 상기 탄소나노튜브의 표면에는 광감응성 화합물이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서를 제공한다.It comprises a three-dimensional network of carbon nanotubes floated horizontally in parallel between the nano-rods adjacent to each other in the silicon electrode or inside the nano-holes, the surface of the carbon nanotubes is attached to the photosensitive compound An optical sensor including a carbon nanotube three-dimensional network is provided.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광전변환물질은 양자점 화합물인 것이 바람직하며, 상기 양자점 화합물은 MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, InxGa(1-x)As(여기서,0<x≤1), SiGe, InnGa(1-n)N(여기서,0<n≤1) 및 이들의 코어/쉘 구조체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the photoelectric conversion material is preferably a quantum dot compound, the quantum dot compound is MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO , BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , Al 2 Se 3 , Al 2 Te 3 , Ga 2 O 3 , Ga 2 S 3 , Ga 2 Se 3 , Ga 2 Te 3 , In 2 O 3 , In 2 S 3 , In 2 Se 3 , In 2 Te 3 , SiO 2 , GeO 2 , SnO 2 , SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO 2 , PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, In x Ga (1-x) As (where 0 <x ≦ 1 ), SiGe, In n Ga (1-n) N (where 0 < n ≦ 1) and any one selected from the group consisting of core / shell structures thereof The above compound may be sufficient.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 양자점 화합물의 표면에는 -OH, =O, -O-, -S-S-, -SH, -P=O, -P 및 -PH로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 작용기를 갖는 화합물로 코팅된 것이 바람직하다. According to another embodiment of the present invention on the surface of the quantum dot compound any one functional group selected from the group consisting of -OH, = O, -O-, -SS-, -SH, -P = O, -P and -PH It is preferred to be coated with a compound having

또한, 상기 양자점 화합물은 다양한 크기 및 모양을 가지는 것일 수 있다.In addition, the quantum dot compound may have various sizes and shapes.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 광센서는 상기 실리콘 전극과 대향전극 사이에 전해질층을 더 포함하는 것일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the optical sensor according to the present invention may further include an electrolyte layer between the silicon electrode and the counter electrode.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 탄소나노튜브 3차원 네트워크의 공간당 밀도는 1.5개/㎛3 이상이며 한 쌍의 상기 나노 로드 사이 또는 나노 홀 내부에 형성된 탄소나노튜브의 높이 당 밀도는 3개/㎛ 이상일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the carbon nanotube three-dimensional network has a density per space of more than 1.5 / ㎛ 3 and the density per height of the carbon nanotubes formed between the pair of the nanorods or inside the nano holes is 3 Can be at least / μm.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,According to another aspect of the present invention,

(a) Fe-Mo 이촉매 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a Fe-Mo dicatalyst solution;

(b) 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 기판을 피라나처리, UV-오존처리 또는 산소플라즈마 처리를 함으로써 표면을 Si-OH로 개질하는 단계;(b) modifying the surface with Si-OH by performing a piranha treatment, a UV-ozone treatment, or an oxygen plasma treatment on a silicon substrate on which nanorods or nano holes are formed;

(c) 상기 표면개질된 실리콘 기판을 상기 이촉매 용액에 침지시켜 이촉매 금속을 흡착시키는 단계; (c) immersing the surface modified silicon substrate in the dicatalyst solution to adsorb the dicatalyst metal;

(d) 상기 기판 상에 탄소소스 기체를 공급하여 3차원 네트워크 구조를 갖는 탄소나노튜브가 형성된 실리콘 전극을 제조하는 단계; 및(d) manufacturing a silicon electrode on which carbon nanotubes having a three-dimensional network structure are formed by supplying a carbon source gas on the substrate; And

(e) 광전변환물질 용액에 상기 실리콘 전극을 침지시켜 탄소나노튜브의 표면에 광전변환물질을 부착하는 단계를 포함하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법을 제공한다.(e) providing a method of manufacturing an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network comprising immersing the silicon electrode in a photoelectric conversion material solution and attaching the photoelectric conversion material to the surface of the carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Fe-Mo 이촉매 용액은 Fe(NO3)3·9H2O와 Mo 염 수용액을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Fe-Mo dicatalyst solution may include Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O and an aqueous solution of Mo salt.

또한, 상기 Fe-Mo 이촉매 용액 내의 Fe와 Mo의 농도비는 5:1∼0.5:1인 것이 바람직하다.In addition, the concentration ratio of Fe and Mo in the Fe-Mo dicatalyst solution is preferably 5: 1 to 0.5: 1.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 실리콘 기판을 이촉매 용액에 침지시키는 단계는 초음파처리를 병행하는 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the immersing the silicon substrate in the dicatalyst solution may be performed in parallel with the ultrasonic treatment.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 이촉매 금속이 흡착된 기판을 열처리한 다음, NH3 또는 수소기체를 공급하여 촉매금속을 환원시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, after heat treating the substrate on which the bicatalyst metal is adsorbed, NH 3 or hydrogen gas may be supplied to reduce the catalytic metal.

또한, 상기 탄소소스 기체는 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 벤젠, 헥산, 에탄올, 메탄올 및 프로판올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In addition, the carbon source gas may be any one or more selected from the group consisting of methane, ethylene, acetylene, benzene, hexane, ethanol, methanol and propanol.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 나노 로드의 높이는 2∼200㎛이고, 나노 로드들 간의 간격은 50∼2000nm이며, 나노 로드의 장단비는 2∼100인 것이 좋다.According to a preferred embodiment of the present invention, the height of the nanorods is 2 to 200㎛, the interval between the nanorods is 50 to 2000nm, the long-to-short ratio of the nanorods is preferably 2 to 100.

또한, 상기 나노 홀의 깊이는 2∼200㎛이고, 나노 홀 간의 간격은 50∼2000nm이며, 나노 홀의 장단비는 2∼100인 것일 수 있다.In addition, the depth of the nano-holes is 2 to 200㎛, the interval between the nano-holes may be 50 to 2000nm, the long-to-short ratio of the nano-holes may be 2 to 100.

또한, 서로 인접하고 있는 상기 나로 로드 2개 간에 연결되어 있거나 나노 홀 내부에 수평으로 형성되어 3차원 네트워크를 이루는 탄소나노튜브의 개수는 10개 이상인 것일 수 있다. In addition, the number of carbon nanotubes connected to two adjacent rods adjacent to each other or horizontally formed inside the nano holes to form a three-dimensional network may be 10 or more.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광전변환물질은 양자점 화합물이고, 상기 광전변환물질 용액은 표면이 개질된 양자점 화합물 용액인 것일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the photoelectric conversion material may be a quantum dot compound, the photoelectric conversion material solution may be a surface-modified quantum dot compound solution.

본 발명에 따르면, 실리콘 나노 로드들 사이 또는 나노 홀의 내부에 병렬적으로 수평성장되어 띄워진 탄소나노튜브를 직접 성장시킴으로써 상기 탄소나노튜브 의 공간당 밀도가 높을 뿐만 아니라 탄소나노튜브의 말단이 전도성 기판(실리콘 전극) 자체와 직접연결되어 전도성이 향상되며, 상기 실리콘 전극에는 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성되어 있으므로 빛 반사율이 감소되기 때문에 전체적으로 광전변환효율을 증가시킬 수 있어서 광센서의 광감도 및 감응속도가 우수하다. 또한, 광전변화물질을 변화시킴에 따라 적외선, 가시광선은 물론 자외선 영역 각각에서 작동하거나 파장영역에 관계없이 폭넓은 광대역에서 작동하는 광센서를 간단한 공정으로 제조할 수 있다.According to the present invention, by directly growing the carbon nanotubes floated horizontally in parallel between the silicon nanorods or inside the nano holes, the density of the carbon nanotubes is not only high per space, but the ends of the carbon nanotubes are conductive substrates. (Silicone electrode) Directly connected with itself, the conductivity is improved, and since the nanorods or nano holes are formed in the silicon electrode, the light reflectance is reduced, so that the overall photoelectric conversion efficiency can be increased, so that the photosensitivity and the response speed of the optical sensor are increased. great. In addition, by changing the photoelectric change material, it is possible to manufacture an optical sensor that operates in the infrared, visible, as well as the ultraviolet region, or a wide range of broadband regardless of the wavelength region in a simple process.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서는 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 전극; 상기 실리콘 전극과 대향되는 대향전극; 및 상기 실리콘 전극에서 서로 인접하고 있는 나노 로드들 사이 또는 나노 홀의 내부에 병렬적으로 수평성장되어 띄워진(suspended) 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하며, 상기 탄소나노튜브의 표면에는 광전변환물질이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 실리콘 나노 로드들 사이 또는 나노 홀의 내부에 병렬적으로 수평성장되어 띄워진 탄소나노튜브의 공간당 밀도가 높으며 탄소나노튜브의 말단이 전도성 기판(실리콘 전극) 자체와 직접연결되어 전도성이 향상된다는 장점이 있다. 한편, 상기 실리콘 전극은 2차원 평면이 아니라 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성되어 있으므로 빛 반사율이 감소되기 때문에 전체적으로 광전변환효율을 증가시킬 수 있으며, 3차원적으로 형성되어 전자 흐름의 가이드 역할을 하므로 이동속도 및 감응속도가 빨라진다는 장점도 가진다.The optical sensor including a carbon nanotube three-dimensional network according to the present invention comprises a silicon electrode formed with nanorods or nanoholes; An opposite electrode facing the silicon electrode; And a three-dimensional network of suspended carbon nanotubes horizontally grown in parallel between the nanorods adjacent to each other in the silicon electrode or inside the nano holes, wherein a photoelectric conversion material is formed on the surface of the carbon nanotubes. It is characterized by being attached. In addition, the density per space of the carbon nanotubes floated horizontally in parallel between the silicon nanorods or inside the nano holes is high, and the ends of the carbon nanotubes are directly connected to the conductive substrate (silicon electrode) to improve conductivity. There is an advantage. On the other hand, the silicon electrode is not a two-dimensional plane, but because the nano-rods or nano-holes are formed, the light reflectance is reduced, so that the overall photoelectric conversion efficiency can be increased, and the three-dimensional formation is formed to act as a guide of the electron flow to move It also has the advantage of speed and response speed.

한편, 본 발명에 따른 광센서의 제조방법은 (a) Fe-Mo 이촉매 용액을 제조하는 단계; (b) 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 기판을 피라나처리, UV-오존처리 또는 산소플라즈마 처리를 함으로써 표면을 Si-OH로 개질하는 단계; (c) 상기 표면개질된 실리콘 기판을 상기 이촉매 용액에 침지시켜 이촉매 금속을 흡착시키는 단계; (d) 상기 기판 상에 탄소소스 기체를 공급하여 3차원 네트워크 구조를 갖는 탄소나노튜브가 형성된 실리콘 전극을 제조하는 단계; 및 (e) 광전변환물질 용액에 상기 실리콘 전극을 침지시켜 탄소나노튜브의 표면에 광전변환물질을 부착하는 단계를 포함하며, 나노 로드 또는 나노 홀의 최상부뿐만 아니라 기저부까지 균일하게 고밀도의 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 형성시킬 수 있어서 별도로 후공정에 의하여 탄소나노튜브를 정제, 절단 또는 분산시킬 필요가 전혀 없다는 것을 특징으로 한다. 따라서, 전자주소현미경 등을 통해 탄소나노튜브의 위치를 조절할 필요가 없으므로 생산성이 향상되며, 탄소나노튜브 복합체를 무작위로 분산시키는 것이 아니므로 상호 간의 간섭에 의한 감도저하 문제도 해결할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the optical sensor according to the present invention comprises the steps of (a) preparing a Fe-Mo dicatalyst solution; (b) modifying the surface with Si-OH by performing a piranha treatment, a UV-ozone treatment, or an oxygen plasma treatment on a silicon substrate on which nanorods or nano holes are formed; (c) immersing the surface modified silicon substrate in the dicatalyst solution to adsorb the dicatalyst metal; (d) manufacturing a silicon electrode on which carbon nanotubes having a three-dimensional network structure are formed by supplying a carbon source gas on the substrate; And (e) attaching the photoelectric conversion material to the surface of the carbon nanotubes by immersing the silicon electrode in a photoelectric conversion material solution, and uniformly dense three-dimensional carbon nanostructures to the base as well as the top of the nanorods or nanoholes. Since the tube network can be formed, there is no need to purify, cut or disperse the carbon nanotubes separately by a post-process. Therefore, the productivity is improved because there is no need to adjust the position of the carbon nanotubes through an electron address microscope, etc., and since the carbon nanotube composites are not randomly dispersed, the problem of sensitivity deterioration due to mutual interference can also be solved.

본 발명의 구성 중, 실리콘으로 이루어진 나노 로드 사이 또는 나노 홀의 내부에 띄워진 단일벽 탄소나노튜브의 3차원적 네트워크는 전도도가 높고, 높은 전류 밀도 및 볼리스틱 전도(ballistic conductance) 등의 장점을 가지며 실리콘 전극의 표면적이 매우 넓다. 따라서 본 발명에 따른 광센서는 광전변환효율이 우수하다.In the configuration of the present invention, the three-dimensional network of single-walled carbon nanotubes floated between the nanorods made of silicon or inside the nanoholes has the advantages of high conductivity, high current density, and ballistic conductance. The surface area of the silicon electrode is very large. Therefore, the optical sensor according to the present invention has excellent photoelectric conversion efficiency.

본 발명에서 나노 로드 및 나노 홀이라 함은 로드 및 홀의 간격이 특별히 제 한되는 것은 아니며 예를 들어, 10nm 이상에서 수십 ㎛의 범위일 수 있다. 만일 인접한 나노 홀들간의 간격이 수십 나노미터의 나노 단위가 되면, 나노 홀과 인접한 나노 홀들 사이의 간격에 존재하는 기판의 일부분은 나노 로드 형상을 띄게 된다.In the present invention, the nanorods and nanoholes are not particularly limited in the distance between the rods and holes, and may be, for example, in a range of 10 nm or more to several tens of μm. If the spacing between adjacent nanoholes is several tens of nanometers, the portion of the substrate that exists in the gap between the nanoholes and adjacent nanoholes has a nanorod shape.

본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브 3차원 네트워크의 공간당 밀도는 1.5개/㎛3 이상이고, 한 쌍의 상기 나노 로드 간 또는 나노 홀 내부에 형성된 탄소나노튜브의 높이당 밀도는 3개/㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 병렬적으로 수평성장되어 띄워진 탄소나노튜브의 공간당 밀도가 대폭향상되며 궁극적으로 이에 부착되는 광전변환물질을 고밀도로 부착시킬 수 있다.The density per space of the carbon nanotube three-dimensional network used in the present invention is more than 1.5 / ㎛ 3 , the density per height of the carbon nanotubes formed between a pair of the nanorods or inside the nano-holes is 3 / ㎛ or more It is preferable. As a result, the space-per-density of the carbon nanotubes floated horizontally in parallel is greatly improved, and ultimately, the photoelectric conversion material attached thereto can be attached with high density.

본 발명에 따른 광센서에는 광전변환물질로서 종래의 염료감응 태양전지에 사용되던 염료, 양자점 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 염료로는 루테늄 착물, 크산틴계 색소, 이사인계 색소, 페노사프라닌, 카프리블루, 티오신, 메틸렌블루 등의 염기성 염료, 클로로필, 아연 포르피린, 마그네슘 포르피린 등의 포르피린계 화합물, 기타 아조 색소, 프탈로시아닌 화합물, Ru 트리스비피리딜 등의 착화합물, 안트라퀴논계 색소, 다환 퀴논계 색소 등을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양자점 화합물로는 2족, 12족, 13족 및 14족에서 선택된 제1원소와 16족에서 선택된 제2원소로 이루어진 화합물; 13족에서 선택된 제1원소와 15족에서 선택된 제2원소로 이루어진 화합물; 및 14족에서 선택된 원소로 이루어진 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 사용할 수 있는데, 그 구체적인 예로서 MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, InxGa(1-x)As(여기서,0<x≤1), SiGe, InnGa(1-n)N(여기서,0<n≤1) 및 이들의 코어/쉘 구조체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 들 수 있다. 상기 양자점 화합물은 직경이 1∼10nm일 수 있는데, 다양한 크기와 모양을 갖는 양자점 화합물들을 혼합 사용하게 되면 다양한 파장영역의 광을 흡수할 수 있으므로 광대역대의 광센서로 사용할 수 있다. 구체적으로는, 양자점 화합물의 크기가 작을수록 광흡수 스펙트럼은 단파장 쪽으로 이동하게 된다. 상기 양자점 화합물의 모양은 dot, rod, tetra pot 등 다양할 수 있다. 또한 상기 양자점 화합물은 단일물질일 수 있지만 두 가지 종류 이상의 물질을 혼합 사용할 수 있는데, 광의 흡수가 많이 일어나면서 동시에 다중전자를 생성하기 시작하는 에너지가 낮은 양자점 화합물들을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서는 양자점 화합물을 구성하는 물질과 크기 및 모양을 다양하게 변화시켜 광전환 효율을 높일 수 있다.In the optical sensor according to the present invention, a dye, a quantum dot compound, or a mixture thereof used in a conventional dye-sensitized solar cell may be used as a photoelectric conversion material. Examples of the dye include ruthenium complexes, xanthine dyes, isine dyes, phenosafranin, basic dyes such as capriblue, thiocin and methylene blue, porphyrin compounds such as chlorophyll, zinc porphyrin, magnesium porphyrin, other azo dyes, Phthalocyanine compounds, complexes such as Ru trisbipyridyl, anthraquinone dyes, polycyclic quinone dyes and the like can be used. On the other hand, the quantum dot compound includes a compound consisting of a first element selected from Group 2, 12, 13 and 14 and a second element selected from Group 16; A compound consisting of a first element selected from Group 13 and a second element selected from Group 15; And at least one compound selected from the group consisting of compounds selected from Group 14, and specific examples thereof include MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe , BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , Al 2 Se 3 , Al 2 Te 3 , Ga 2 O 3 , Ga 2 S 3 , Ga 2 Se 3 , Ga 2 Te 3 , In 2 O 3 , In 2 S 3 , In 2 Se 3 , In 2 Te 3 , SiO 2 , GeO 2 , SnO 2 , SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO 2 , PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, In x Ga (1-x) As (where 0 <x ≦ 1 ), SiGe, In n Ga (1-n) N (where 0 < n ≦ 1) and core / shell structures thereof Any one or more compounds can be mentioned. The quantum dot compound may have a diameter of 1 to 10 nm, and when the quantum dot compounds having various sizes and shapes are mixed and used, the quantum dot compounds may absorb light in various wavelength ranges and thus may be used as optical sensors in a wide band band. Specifically, as the size of the quantum dot compound is smaller, the light absorption spectrum is shifted toward the shorter wavelength. The shape of the quantum dot compound may be various, such as dot, rod, tetra pot. In addition, the quantum dot compound may be a single material, but two or more kinds of materials may be mixed and used, and it is preferable to use quantum dot compounds having low energy, which generate a lot of light while simultaneously absorbing light. That is, in the present invention, the light conversion efficiency can be improved by varying the material, size, and shape of the quantum dot compound.

한편, 실리콘 자체는 물론 탄소나노튜브의 경우 적외선 영역에서 감광성을 보이므로 상기 양자점 화합물이 적외선 영역의 감광성을 가지는 물질을 사용하게 되면 적외선 광센서로 사용할 수 있는데, 예를 들어, InGaAs, GeSi 또는 InGaN 등으로 이루어진 양자점 화합물을 사용하게 되면 우수한 효율의 적외선 광센서를 제 조할 수 있다. 또한, ZnO로 이루어진 양자점 화합물을 사용하게 되면 자외선 영역에서 광감도를 보이는 광센서를 제조할 수 있으며, CdSe로 이루어진 양자점 화합물을 사용하는 때에는 가시광선 영역에서 광감도를 보이는 광센서를 제조할 수 있다.On the other hand, since the silicon itself as well as carbon nanotubes show photosensitivity in the infrared region, when the quantum dot compound uses a material having photosensitivity in the infrared region, it may be used as an infrared light sensor. For example, InGaAs, GeSi, or InGaN. By using a quantum dot compound made of such, it is possible to manufacture an infrared light sensor with excellent efficiency. In addition, when the quantum dot compound made of ZnO is used, an optical sensor showing optical sensitivity in the ultraviolet region may be manufactured. When the quantum dot compound made of CdSe is used, an optical sensor showing optical sensitivity in the visible region may be manufactured.

상기 양자점 화합물이 탄소나노튜브의 표면에 부착이 잘되게 하기 위하여 상기 양자점 화합물의 표면에는 -OH, =O, -O-, -S-S-, -SH, -P=O, -P 및 -PH로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 작용기를 갖는 화합물로 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 상기 작용기를 갖는 화합물은 특별히 제한되지는 않지만 전자전달이 효율적으로 이루어지기 위해서는 길이가 되도록 짧아야 하며 빛을 흡수하지 않는 것이 바람직하다. In order for the quantum dot compound to adhere well to the surface of the carbon nanotube, the surface of the quantum dot compound includes -OH, = O, -O-, -SS-, -SH, -P = O, -P, and -PH. It is preferred to be coated with a compound having any one functional group selected from the group. The compound having the functional group is not particularly limited, but in order to efficiently conduct electron transfer, the compound should be as short as possible and preferably do not absorb light.

본 발명에서 사용되는 대향전극은 도전성 물질이면 어느 것이나 제한 없이 사용가능하지만, 절연성의 물질이라도 실리콘 전극과 마주보는 면에 도전층이 구비되어 있는 것이라면 이 것 역시 사용가능하다. 단, 전기화학적으로 안정한 재료를 전극으로 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 백금, 금 및 카본 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 산화환원의 촉매 효과를 향상시킬 목적으로 실리콘 전극과 마주보고 있는 면은 미세구조로 표면적을 증가시키는 것이 바람직하며, 예를 들어 백금이면 백금흑 상태로, 카본이면 다공질 상태로 되어 있는 것이 바람직하다. 백금흑 상태는 백금의 양극 산화법, 염화백금산 처리 등에 의해, 또한 다공질 상태의 카본은 카본 미립자의 소결이나 유기폴리머의 소성 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.Any counter electrode used in the present invention can be used as long as it is a conductive material, but any insulating material can be used as long as the conductive layer is provided on the side facing the silicon electrode. However, it is preferable to use an electrochemically stable material as an electrode, and it is preferable to use platinum, gold, carbon, etc. specifically ,. In addition, for the purpose of improving the catalytic effect of redox, it is preferable that the surface facing the silicon electrode is increased in a microstructure, for example, it is preferable that platinum is in a platinum black state and carbon is in a porous state. The platinum black state can be formed by platinum anodization, platinum chloride treatment, or the like, and carbon in the porous state can be formed by sintering carbon fine particles or firing organic polymers.

본 발명에 따른 광센서는 상기 실리콘 전극과 대향전극 사이에 전해질층을 더 포함하는 것일 수 있는데, 상기 전해질층은 전해액으로 이루어지고, 이러한 전해액은 요오드의 아세토나이트릴 용액 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 홀 전도 기능이 있는 것이라면 어느 것이나 제한 없이 사용할 수 있다. The optical sensor according to the present invention may further include an electrolyte layer between the silicon electrode and the counter electrode, wherein the electrolyte layer is formed of an electrolyte, and the electrolyte may be an acetonitrile solution of iodine, but is not limited thereto. It can be used without limitation as long as it has a hole conduction function.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광센서의 개략도를 도시하였다. 본 발명에 따라 제조된 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성된 n 타입 실리콘 기판을 하부에 포함하며, 상기 3차원 탄소나노튜브에 양자점 화합물이 부착되어 있다. 한편, I-/I3 -는 전해질로서, I-는 양자점 화합물에 전자를 제공하는 역할을 하고 산화된 I3 -는 대전극에 도달한 전자를 받아 다시 I-로 환원된다. 상기 전해질의 좌우측에는 스페이서가 구비되어 있고 그 상부에는 Pt전극과 ITO 글래스가 구비되어 있다. 1 shows a schematic diagram of an optical sensor manufactured according to an embodiment of the present invention. An n-type silicon substrate formed with a three-dimensional carbon nanotube network manufactured according to the present invention is included below, and a quantum dot compound is attached to the three-dimensional carbon nanotube. On the other hand, I / I 3 is an electrolyte, and I serves to provide electrons to the quantum dot compound, and oxidized I 3 receives electrons reaching the counter electrode and is reduced back to I . Spacers are provided on the left and right sides of the electrolyte, and Pt electrodes and ITO glasses are provided on the upper portions thereof.

도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 광센서의 제조방법 중 탄소나노튜브 3차원 네트워크가 형성된 실리콘 전극을 제조하는 단계의 모식도를 도시하였다. 도 2는 나노홀을 이용한 모식도이고 도 3은 나노 로드를 이용한 모식도이다. 상기 도 2를 참조하면, (a) 우선 에칭공정을 통하여 실리콘 기판을 에칭하여 나노 홀들을 형성하여 3차원적인 구조체를 형성하고, (b) 상기 3차원 구조를 갖는 기판 위에 액상침지법을 이용하여 촉매금속 입자를 도입한 다음, (c) 상기 촉매금속 입자가 도입된 기판에 탄소소스 기체를 공급하여 3차원 네트워크 브릿지 구조를 갖는 탄소나노튜브를 형성한다. 2 and 3 show a schematic diagram of the step of manufacturing a silicon electrode formed with a carbon nanotube three-dimensional network of the optical sensor manufacturing method according to the present invention. 2 is a schematic diagram using nano holes and Figure 3 is a schematic diagram using nanorods. Referring to FIG. 2, (a) first, a silicon substrate is etched through an etching process to form nano holes to form a three-dimensional structure, and (b) using a liquid immersion method on the substrate having the three-dimensional structure. After introducing the catalyst metal particles, (c) a carbon source gas is supplied to the substrate into which the catalyst metal particles are introduced to form a carbon nanotube having a three-dimensional network bridge structure.

또한, 도 3을 참조하면 (a) 우선 에칭공정을 통하여 실리콘 기판을 에칭하여 나노 로드들을 형성하여 3차원적인 구조체를 형성하는데 상기 에칭공정은 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 보쉬공정을 사용할 수 있다. 다음으로 (b) 상기 3차원 구조를 갖는 기판 위에 액상침지법을 이용하여 촉매금속 입자를 도입한 다음, (c) 상기 촉매금속 입자가 도입된 기판에 탄소소스 기체를 공급하여 3차원 네트워크 브릿지 구조를 갖는 탄소나노튜브를 형성하게 된다. 또한, 상기와 같은 보쉬공정 이외에 Si 기판 상에 촉매를 형성시킨 후, Si 소스를 공급하여 Si 기판 위에 Si 나노로드를 직접 성장시키는 방법도 사용될 수 있다.In addition, referring to Figure 3 (a) first by etching the silicon substrate through the etching process to form nanorods to form a three-dimensional structure, the etching process is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, the Bosch process can be used. Next, (b) introducing the catalytic metal particles on the substrate having the three-dimensional structure by using a liquid phase immersion method, and then (c) supplying a carbon source gas to the substrate into which the catalytic metal particles are introduced to form a three-dimensional network bridge structure. To form a carbon nanotube having a. In addition, after forming the catalyst on the Si substrate in addition to the Bosch process as described above, a method of directly growing the Si nanorods on the Si substrate by supplying a Si source may be used.

상기에서 3차원 네트워크 구조를 갖는 탄소나노튜브을 형성시킨 다음에는 상기 탄소나노튜브의 표면에 광전변환물질을 도포하여 부착시키는 단계가 수행된다. 본 단계에서는 우선 탄소나노튜브의 표면을 개질함으로써 광전변환물질이 화학결합 등을 통해 상기 탄소나노튜브의 표면에 부착될 수 있도록 하는 공정을 수행한다. 상기 탄소나노튜브의 표면을 개질하는 단계는 -COOR, -OCOR, -COSR, -NRR', -OR 또는 -OSR 작용기를 갖는 화합물로 표면을 개질하는 것이 바람직하며, 상기 R 또는 R'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 시아나이드기, 니트로기, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 탄소수 6 내지 20의 치 환 또는 비치환된 헤테로아릴옥시기를 나타내는데 예를 들어, 피렌 카르복실산(pyrene carboxylic acid)를 사용할 수 있다. 이때 피렌기는 탄소나노튜브와 Π-Π 결합력으로 강한 결합을 형성하게 되고, 탄소나노튜브의 표면은 피렌의 말단기에 붙어있는 카르복실산기로 개질된다. After the carbon nanotubes having the three-dimensional network structure are formed, a step of applying and attaching a photoelectric conversion material to the surface of the carbon nanotubes is performed. In this step, a process of first modifying the surface of the carbon nanotubes is performed so that the photoelectric conversion material may be attached to the surface of the carbon nanotubes through chemical bonding. In the step of modifying the surface of the carbon nanotubes, it is preferable to modify the surface with a compound having a -COOR, -OCOR, -COSR, -NRR ', -OR or -OSR functional group, wherein R or R' are each independently Hydrogen atom, halogen atom, cyanide group, nitro group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy having 1 to 10 carbon atoms A group, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, or a value having 6 to 20 carbon atoms For example, pyrene carboxylic acid may be used to represent a cyclic or unsubstituted heteroaryloxy group. At this time, the pyrene group forms a strong bond with the carbon nanotubes by the Π-Π bonding force, and the surface of the carbon nanotubes is modified with a carboxylic acid group attached to the terminal group of the pyrene.

한편, 상기에서 탄소나노튜브의 표면을 개질한 다음에는 광전변환물질 용액에 그대로 침지시켜 광전변환물질을 부착시킬 수 있으며, 별도로 광전변환물질의 표면을 개질한 다음에, 이를 함유하는 용액에 침지시킬 수도 있다. 상기 광전변환물질의 표면을 개질하는 단계 역시 -COOR, -OCOR, -COSR, -NRR', -OR 또는 -OSR 작용기를 갖는 화합물로 표면을 개질하는 것이 바람직하며, 상기 R 또는 R'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 시아나이드기, 니트로기, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴옥시기를 나타낸다. 특히, 양자점 화합물의 경우에는 양자점 화합물의 리간드의 일부를 치환함으로써 표면을 개질하는 것이 바람직한데 예를 들어, 3-머캅토 프로피온산(3-mercapto propionic acid)를 사용하여 표면을 개질할 수 있다. On the other hand, after modifying the surface of the carbon nanotubes can be attached to the photoelectric conversion material by immersing it in the photoelectric conversion material solution as it is, after modifying the surface of the photoelectric conversion material separately, and then immersed in a solution containing it It may be. The step of modifying the surface of the photoelectric conversion material is also preferable to modify the surface with a compound having a -COOR, -OCOR, -COSR, -NRR ', -OR or -OSR functional groups, wherein R or R' are each independently Hydrogen atom, halogen atom, cyanide group, nitro group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy having 1 to 10 carbon atoms A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted 6 to 20 carbon atoms Or an unsubstituted heteroaryloxy group. In particular, in the case of the quantum dot compound, it is preferable to modify the surface by replacing a part of the ligand of the quantum dot compound. For example, the surface may be modified using 3-mercapto propionic acid.

탄소나노튜브의 제조시에 금속촉매 및 CVD를 이용하여 CNT를 제조하는 경우, 상기 CNT가 자라는 기판은 CNT 성장시 가해지는 열에 의해 상기 금속과 소결이 되 는 일은 없어야 한다는 제약이 있다. 즉, 예를 들어 실리콘 기판을 사용하고 금속촉매로서 Fe를 사용하는 경우에 CNT 성장시 상기 Fe는 함께 소결되어 FexSiy를 형성하게 되며 이로 인해 CNT 성장 촉매로서의 활성을 잃게 되고, 성장된 CNT의 밀도가 낮아지는 문제가 발생한다. 따라서, 대부분의 종래기술에서는 실리콘 기판 대신에 실리카(SiO2) 기판을 사용하는데, 상기 실리카는 부도체이기 때문에 이를 식각하여 형성시킨 나노 로드 또는 나노 홀의 표면 역시 부도체일 수 밖에 없다. 그러나, 본 발명에서는 실리콘 기판을 직접 사용함에도 촉매가 불활성화 되는 것을 방지함으로써, 상기 나노 로드 또는 나노 홀의 기저부까지 높은 밀도로 3차원 CNT 네트워크를 성장시킬 수 있으며 상기 나노 로드들이 베이스 전극으로써의 역할을 하게 되고 3차원 CNT 네트워크는 상기 베이스 전극 상에 직접 연결이 되어 있어서 전도성이 우수하다는 장점을 가진다.When manufacturing CNTs using metal catalysts and CVD in the production of carbon nanotubes, there is a restriction that the substrate on which CNTs are grown should not be sintered with the metal due to the heat applied during CNT growth. That is, for example, in the case of using a silicon substrate and using Fe as the metal catalyst, the Fe is sintered together to form Fe x Si y during CNT growth, and thus loses its activity as a CNT growth catalyst. The problem that the density of is lowered. Therefore, most conventional technologies use a silica (SiO 2 ) substrate instead of a silicon substrate. Since the silica is an insulator, the surface of the nanorods or nano holes formed by etching them may also be insulators. However, in the present invention, by preventing the catalyst from being inactivated even by using a silicon substrate directly, the 3D CNT network can be grown to a high density up to the base of the nanorods or nanoholes, and the nanorods serve as a base electrode. The three-dimensional CNT network is directly connected on the base electrode has an advantage of excellent conductivity.

본 발명에서 이처럼 실리콘 기판을 직접 사용해도 Fe 금속입자가 소결되는 것을 방지할 수 있는 이유는 Mo 금속이 상기 소결의 방지막(barrier)으로서 작용하기 때문으로 판단된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Fe-Mo 이촉매 용액은 Fe(NO3)3·9H2O와 Mo 염 수용액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The reason why the Fe metal particles can be prevented from being sintered even when the silicon substrate is directly used in the present invention is because the Mo metal acts as a barrier for the sintering. According to one embodiment of the present invention, the Fe-Mo dicatalyst solution may include Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O and an aqueous solution of Mo salt, but is not limited thereto.

본 발명에 사용되는 실리콘 기판에서 나노 로드 또는 나노 홀을 형성하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 전해화학 에칭(electochemical etching), 포토리소그래피 또는 직접합성법에 의할 수 있다. The method of forming the nanorods or nanoholes in the silicon substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, for example, electrochemical etching, photolithography or direct synthesis method. It can be by.

상기 나노 로드의 높이, 나노 홀의 깊이, 형상 및 이들 간의 간격은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 탄소나노튜브의 3차원적인 네트워크를 형성하기 위해서 상기 나노 로드의 높이 또는 나노 홀의 깊이는 2∼200㎛이고, 나노 로드들 간 또는 나노 홀 간의 간격은 50∼2000nm이며, 나노 로드 또는 나노 홀의 장단비(aspect ratio)는 2∼100인 것이 바람직하다. 상기 나노 로드의 높이 또는 나노 홀의 깊이가 2㎛ 미만인 때에는 탄소나노튜브가 3차원적으로 형성될 공간이 너무 좁기 때문에 바람직하지 않고, 200㎛를 초과하는 때에는 나노 로드 또는 나노 홀의 기저부까지 탄소나노튜브가 균일하게 형성되기 어려울 염려가 있다. 한편, 상기 나노 로드들 간의 간격 또는 나노 홀들 간의 간격이 50nm 미만인 때에는 간격이 너무 조밀하기 때문에 탄소나노튜브의 형성에 바람직하지 않고, 2000nm를 초과하는 때에는 탄소나노튜브 네트워크가 형성되기에 간격이 너무 멀 염려가 있다. 또한, 상기 나노 로드의 장단비는 단위공간 당 3차원 탄소나노튜브 네트워크의 밀도를 향상시키기 위해 한정될 필요가 있는데, 장단비가 2 미만이거나 100을 초과하게 되면 상기 탄소나노튜브의 밀도가 떨어질 염려가 있다.The height of the nanorods, the depth of the nanoholes, the shape and the spacing between them is not particularly limited, but in order to form a three-dimensional network of carbon nanotubes, the height of the nanorods or the depth of the nanoholes is 2 to 200 μm, The spacing between the nanorods or between the nano holes is 50 to 2000 nm, and the aspect ratio of the nano rods or nano holes is preferably 2 to 100 nm. When the height of the nanorods or the depths of the nanoholes is less than 2 μm, the space where the carbon nanotubes are three-dimensionally formed is not preferable. It may be difficult to form uniformly. On the other hand, when the spacing between the nanorods or the spacing between the nano holes is less than 50nm, the spacing is too dense, so it is not preferable for the formation of carbon nanotubes. There is concern. In addition, the long-term ratio of the nanorods needs to be limited in order to improve the density of the three-dimensional carbon nanotube network per unit space. If the long-term ratio is less than 2 or more than 100, the density of the carbon nanotubes may decrease. have.

실리콘 기판상에 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 이후에는 아세톤, 에탄올 및 탈이온수 등을 이용하여 세정한 다음, 피라나 처리, UV-오존처리 또는 산소플라즈마 처리를 함으로써 표면을 Si-OH로 개질하는 단계를 거친다. 이는 나노 로드 또는 나노 홀의 표면에 -OH 작용기를 형성시킴으로써 상기 작용기와 금속촉매 또는 촉매이온 간의 상호작용을 증가시켜, 후공정의 세정단계 등에서 금속촉매가 이탈되지 않도록 하기 위한 것이다. 상기 피라나 처리는 황산과 과산화수소의 혼합액으로 처리하는 공정을 의미한다.After the nanorods or nanoholes are formed on the silicon substrate, the surface is modified with Si-OH by washing with acetone, ethanol, deionized water, and the like, followed by pyranha treatment, UV-ozone treatment, or oxygen plasma treatment. Go through. This is to increase the interaction between the functional group and the metal catalyst or the catalytic ion by forming -OH functional groups on the surface of the nanorods or nano holes, so that the metal catalyst is not released during the cleaning step of the post process. The piranha treatment refers to a process of treating with a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide.

상기 Fe-Mo 이촉매 용액 내의 Fe와 Mo의 농도비는 5:1∼0.5:1인 것이 바람직한데, 상기 농도비가 5:1 미만인 때에는 Mo의 농도가 부족하기 때문에 Fe가 소결되고 이로 인해 불활성화되어 CNT의 밀도가 떨어지게 되고 0.5:1을 초과하게 되면 Mo의 양이 과다하게 됨에도 상기 Mo은 CNT 성장의 씨드(seed)로써 작용하지 못하기 때문에 CNT의 밀도가 떨어질 염려가 있다. The concentration ratio of Fe and Mo in the Fe-Mo dicatalyst solution is preferably 5: 1 to 0.5: 1. When the concentration ratio is less than 5: 1, Fe is sintered due to insufficient concentration of Mo, thereby inactivating If the density of the CNT falls and exceeds 0.5: 1, even though the amount of Mo is excessive, the Mo does not act as a seed of CNT growth.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 Fe-Mo 이촉매 용액은 Fe(NO3)3·9H2O를 에탄올에 용해시킨 용액과 Mo 염 수용액을 혼합한 것일 수 있는데, 상기 실리콘 기판을 이촉매 용액에 침지시키는 단계에서는 초음파처리를 병행함으로써 상기 실리콘 기판 상에 촉매금속들이 균일하게 흡착되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Fe-Mo dicatalyst solution may be a mixture of a solution in which Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O is dissolved in ethanol and an aqueous Mo salt solution. In the immersion step, the catalytic metal may be uniformly adsorbed on the silicon substrate by performing ultrasonic treatment in parallel.

다음으로, 상기 이촉매 금속이 흡착된 기판을 반응기에 장착하고 열처리한 다음, NH3 또는 수소기체를 공급하여 촉매금속을 환원시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 열처리는 진공 또는 산소를 포함하는 공기 분위기 하에서 진행되며, 통상적으로 약 300∼500℃의 온도에서 10∼60분 정도 열처리를 할 수 있다. 상기 열처리의 이유는 촉매금속과 기판에 붙어 있는 유/무기 화학물질을 제거하고 촉매 입자의 표면을 산화시킴으로써 고온에서 촉매금속들의 이동을 억제하여 상호 응집을 방지하기 위함이다. 상기 온도가 300℃ 미만인 때에는 열처리 온도가 충분하지 않고 500℃를 초과하는 때에는 열 에너지가 과다하여 촉매금속들의 열운동이 활 발해져서 응집이 일어날 염려가 있다. 상기 열처리는 진공 또는 산소를 포함하는 공기 분위기 하에서 진행될 수 있는데, 산소를 포함하는 공기 분위기에서 진행하는 경우에는 유기 화학물질의 제거에 유리한 반면, 실리콘의 표면도 산화될 염려가 있으나 상기 열처리 시간이 길지 않기 때문에 실리콘이 산화되는 양은 무시할 수 있는 정도이다.Next, after mounting the substrate on which the bicatalyst metal is adsorbed to the reactor, and heat treatment, it may further comprise the step of reducing the catalytic metal by supplying NH 3 or hydrogen gas. The heat treatment is carried out in a vacuum or air atmosphere containing oxygen, it can be heat-treated for about 10 to 60 minutes at a temperature of about 300 to 500 ℃ typically. The reason for the heat treatment is to prevent cross-aggregation by removing catalyst metals and organic / inorganic chemicals adhering to the substrate and oxidizing the surface of the catalyst particles to inhibit the movement of the catalyst metals at high temperatures. When the temperature is less than 300 ℃, the heat treatment temperature is not sufficient and when it exceeds 500 ℃ thermal energy is excessive, the thermal movement of the catalyst metals are activated, there is a fear that aggregation occurs. The heat treatment may be performed in a vacuum or in an air atmosphere containing oxygen. When the heat treatment is performed in an oxygen atmosphere containing oxygen, it is advantageous to remove organic chemicals, while the surface of silicon may be oxidized, but the heat treatment time is long. The amount of silicon oxidized is negligible.

그 다음에는 상기 열처리 결과 기판의 표면에 금속 산화물 촉매가 형성되는데, 이를 환원시키기 위하여 수소 또는 NH3 기체를 반응기에 공급한다. 구체적으로는 상기 열처리 이후에 반응기의 압력을 10-2 torr정도로 낮추면서 반응기의 온도를 약 700∼900℃로 상승시키는데, 예를 들어 반응기의 온도가 약 800℃에 이르고 반응기가 안정화되었을 때에 수소 또는 암모니아 기체를 반응기에 공급할 수 있으며, 상기 온도 상승 과정에서 수소 또는 암모니아 기체를 공급할 수도 있는데, 상기 압력과 온도는 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a metal oxide catalyst is formed on the surface of the substrate as a result of the heat treatment, and hydrogen or NH 3 gas is supplied to the reactor to reduce it. Specifically, after the heat treatment, the temperature of the reactor is increased to about 700 to 900 ° C. while reducing the pressure of the reactor to about 10 −2 torr. For example, when the temperature of the reactor reaches about 800 ° C. and the reactor is stabilized, hydrogen or Ammonia gas may be supplied to the reactor, and hydrogen or ammonia gas may be supplied in the process of increasing the temperature, but the pressure and temperature are not limited thereto.

이처럼 촉매금속을 환원시킨 후에, 탄소소스 기체를 공급하여 탄소나노튜브를 제조하는데, 상기 탄소소스 기체는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 아무런 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 벤젠, 헥산, 에탄올, 메탄올 및 프로판올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.After reducing the catalytic metal as described above, a carbon source gas is supplied to prepare carbon nanotubes. The carbon source gas may be used without limitation as long as it is commonly used in the art, for example, methane, ethylene , At least one selected from the group consisting of acetylene, benzene, hexane, ethanol, methanol and propanol.

본 발명에 따라 형성된 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브인 것이 일반적인데, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 다중벽 탄소나노튜브가 형성될 수도 있 다. The carbon nanotubes formed according to the present invention are generally single-walled carbon nanotubes, but are not necessarily limited thereto, and multi-walled carbon nanotubes may be formed.

본 발명에 따라 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크에 있어서, 상기 나노 로드 2개 간에 연결되어 있는 탄소나노튜브의 개수는 10개 이상인 것이 바람직한데, 단위공간 당 상기 탄소나노튜브의 밀도가 높을수록 전기전도도 및 표면적이 증가하므로, 광센서의 효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.In the three-dimensional carbon nanotube network formed according to the present invention, the number of carbon nanotubes connected between the two nanorods is preferably 10 or more, the higher the density of the carbon nanotubes per unit space, the higher the electrical conductivity And because the surface area is increased, the efficiency of the optical sensor can be improved.

본 발명에 따른 광센서는 상기 수광소자로만 이루어질 수도 있으나, 발광소자를 함께 구비함으로써 투광부과 수광부를 함께 구비한 광센서일 수도 있다.The optical sensor according to the present invention may be made of only the light receiving element, but may also be an optical sensor having a light transmitting unit and a light receiving unit together with the light emitting element.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

1-(1): 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성된 실리콘 전극의 제조1- (1): Fabrication of Silicon Electrode with Three-Dimensional Carbon Nanotube Network

n형 Si 웨이퍼를 통상적인 포토리소그래피법과 보쉬공정을 이용한 Si의 에칭을 통하여 높이 2㎛이고 나노 로드 간의 간격이 1㎛이며, 직경이 약 1㎛인 나노 로드를 형성하였다. 다음으로, 아세톤, 에탄올 및 탈이온수로 세정한 다음, 피라나 처리를 30분간 실시하여 Si 웨이퍼의 표면을 -OH로 개질하고 탈이온수를 사용하여 세정하였다. 그 다음, Fe(NO3)3·9H2O(Junsei사 제조)를 에탄올에 용해시킨 용액과 Mo 염 수용액(ICP/DCP standard solution, 10,000 ㎍/mL Mo in H2O, Aldrich사 제 조)을 혼합한 이촉매용액을 제조하였다. 상기 이촉매용액 중의 Fe와 Mo 농도비는 4:1이었다. 그 다음, 상기 Si 웨이퍼를 상기 이촉매용액에 침지시키고 초음파를 가하며 상기 이촉매를 웨이퍼의 표면 및 나노 로드의 표면 전체에 골고루 흡착시키고 에탄올로 세정한 다음, 수평 쿼츠 튜브 반응기에 장착하였다. 상기 촉매가 흡착된 Si 웨이퍼를 400℃ 공기 분위기에서 30분간 열처리하였으며 반응기의 압력을 1.0 x 10-2 Torr로 유지시키면서 800℃까지 승온시켰다. 그 다음 상기 반응기 내의 온도를 800℃에서 안정화시킨 후 300sccm의 NH3 기체를 10분간 공급하여 금속산화물 촉매를 순수한 금속촉매로 환원시켰다. 마지막으로 탄소소스 기체로서 20sccm의 C2H2를 10분간 공급하며 3차원 단일벽 탄소나노튜브 네트워크를 형성하였고 이때의 반응기 내부의 압력은 3.3 x 10-1 Torr였다. The n-type Si wafer was etched by Si using a conventional photolithography method and a Bosch process to form nanorods having a height of 2 μm, a distance between nanorods of 1 μm, and a diameter of about 1 μm. Next, the resultant was washed with acetone, ethanol and deionized water, and then subjected to Pirana treatment for 30 minutes to modify the surface of the Si wafer with -OH and with deionized water. Next, a solution in which Fe (NO 3 ) 3 9H 2 O (manufactured by Junsei) was dissolved in ethanol and an aqueous Mo salt solution (ICP / DCP standard solution, 10,000 μg / mL Mo in H 2 O, manufactured by Aldrich) A dicatalyst solution was prepared. The concentration ratio of Fe and Mo in the dicatalyst solution was 4: 1. Subsequently, the Si wafer was immersed in the dicatalyst solution and subjected to ultrasonic waves, and the bicatalyst was evenly adsorbed on the entire surface of the wafer and the surface of the nanorod, washed with ethanol, and then mounted in a horizontal quartz tube reactor. The catalyst-adsorbed Si wafer was heat-treated for 30 minutes in an air atmosphere of 400 ° C. and heated to 800 ° C. while maintaining the pressure of the reactor at 1.0 × 10 −2 Torr. Then, the temperature in the reactor was stabilized at 800 ° C., and then 300 sccm of NH 3 gas was supplied for 10 minutes to reduce the metal oxide catalyst to a pure metal catalyst. Finally, 20 sccm of C 2 H 2 was supplied as a carbon source gas for 10 minutes to form a three-dimensional single-wall carbon nanotube network. The pressure inside the reactor was 3.3 x 10 -1 Torr.

1-(2): 탄소나노튜브 표면의 개질1- (2): Modification of the surface of carbon nanotubes

탄소나노튜브의 표면을 개질시키기 위하여 0.01 M의 피렌 카르복실산(pyrene carboxilic acid)을 0.1 M의 KOH 용액에 첨가한 용액을 제조한 후, 상기 실시예 1-(1)에서 제조된 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성된 실리콘 전극을 상기 용액에 침시키고 3일 동안 교반하였다. 다음으로, 상기 표면이 개질된 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성된 실리콘 전극을 0.1 M의 에틸렌 디아민에 침지시키고 1일 동안 교반시켜 탄소나노튜브 표면의 카르복실산기를 아민기(-NH2)로 2차 개질하였다. In order to modify the surface of the carbon nanotubes, a solution in which 0.01 M pyrene carboxylic acid (pyrene carboxilic acid) was added to 0.1 M KOH solution was prepared, followed by the three-dimensional carbon prepared in Example 1- (1). The silicon electrode on which the nanotube network was formed was immersed in the solution and stirred for 3 days. Next, the surface of the surface-modified three-dimensional carbon nanotube network formed silicon electrode is immersed in 0.1 M ethylene diamine and stirred for 1 day to carboxylic acid groups on the surface of the carbon nanotubes to the amine group (-NH 2 ) 2 Tea modified.

1-(3): 1- (3): 광전변환물질Photoelectric conversion material 표면의 개질 Surface modification

0.05 g CdO, 0.024 g 테트라데실포스폰산(tetradecylphosphonic acid:TDPA), 3.7 g 및 트리옥틸포스핀 옥사이드(trioctylphosphine oxide:TOPO)를 Ar분위기에서 280 ℃까지 올려준 후, Se를 용해시킨 트리부틸포스핀(tributylphosphine:TBP)과 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine:TOP)을 첨가하여 320℃에서 반응시켜 CdSe 양자점 화합물(Q-dots)을 합성하였다. 상기에서 합성된 CdSe 양자점 화합물의 리간드를 카르복실산기로 바꿔주기 위해 0.1 M의 Q-dots를 톨루엔에 녹인 후, 0.01 M의 3-머캅토 프로피온산(3-MPA)를 첨가시킨 다음 12시간동안 110 ℃로 환류하였다. 그 다음에는 상기 환류된 용액을 원심분리한 후 CHCl3 용액으로 세척 후 남은 파우더를 pH 7의 버퍼 용액에 용해시켜 표면개질된 CdSe 양자점 화합물을 얻었다. Tributylphosphine, dissolved in Se Tributylphosphine (TBP) and trioctylphosphine (TOP) were added and reacted at 320 ° C. to synthesize CdSe quantum dot compounds (Q-dots). In order to change the ligand of the CdSe quantum dot compound synthesized above, 0.1 M of Q-dots was dissolved in toluene, and then 0.01 M of 3-mercaptopropionic acid (3-MPA) was added. It was refluxed at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Then, the refluxed solution was centrifuged and washed with CHCl 3 solution to dissolve the remaining powder in a buffer solution of pH 7 to obtain a surface-modified CdSe quantum dot compound.

1-(4): 탄소나노튜브의 표면에 1- (4): on the surface of carbon nanotubes 광전변환물질의Photoelectric conversion material 도포 apply

상기 실시예 1-(2)에서 표면이 개질된 실리콘 전극을 상기 실시예 1-(3)에서 표면이 개질된 양자점 용액에 1일 동안 담가둠으로써, 탄소나노튜브의 표면에 CdSe 양자점을 도포하였다. In Example 1- (2), the surface-modified silicon electrode was immersed in the surface-modified quantum dot solution in Example 1- (3) for 1 day, thereby applying CdSe quantum dots to the surface of the carbon nanotubes. .

1-(5): 광센서의 제조1- (5): Manufacturing of optical sensor

ITO가 코팅된 전도성 투명 유리 기판 표면 상에 백금을 코팅하여 대향전극을 제조하였다. 이어서 양극인 대양전극과 상기 실시예 1-(4)에서 제조된 실리콘전극을 조립하였다. 양 전극의 조립시에는 설린(SURLYN, Du Pont사 제조)으로 이루어진 약 40마이크론의 두께의 고분자를 상기 양 전극 사이에 위치시키고 가열 압착하여 밀착시킴으로써 샌드위치 타입의 소자를 제조하였다. 다음으로, 상기 대향전극의 표면에 형성된 미세홀을 통하여 상기 두 전극 사이의 공간에 LiI-/I3 - 전해질 용액을 충진하여 최종적으로 광센서를 완성하였다.A counter electrode was prepared by coating platinum on the surface of a conductive transparent glass substrate coated with ITO. Next, an ocean electrode serving as an anode and a silicon electrode prepared in Example 1- (4) were assembled. At the time of assembling the positive electrode, a sandwich-type device was manufactured by placing a polymer having a thickness of about 40 microns made of sulfin (SURLYN, manufactured by Du Pont) between the positive electrodes and heat-pressing the adhesive. Next, the space LiI in between the two electrodes through the micro hole formed in the surface of the counter electrode - / I 3 - to fill the electrolyte solution was finally complete the optical sensor.

실시예 2Example 2

n형 Si 웨이퍼에 형성시킨 나노 로드의 높이가 5㎛이고, 나노 로드들 간의 간격이 1.25㎛이며, 나노 로드의 직경이 약 0.75㎛인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광센서를 제조하였다.The optical sensor was formed in the same manner as in Example 1 except that the height of the nanorods formed on the n-type Si wafer was 5 μm, the distance between the nanorods was 1.25 μm, and the diameter of the nanorods was about 0.75 μm. Prepared.

실시예 3Example 3

n형 Si 웨이퍼에 형성시킨 나노 로드의 높이가 7㎛이고, 나노 로드들 간의 간격이 1.3㎛이며, 나노 로드의 직경이 약 0.7㎛인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광센서를 제조하였다.The optical sensor was formed in the same manner as in Example 1 except that the height of the nanorods formed on the n-type Si wafer was 7 μm, the distance between the nanorods was 1.3 μm, and the diameter of the nanorods was about 0.7 μm. Prepared.

실시예 4Example 4

n형 Si 웨이퍼를 HF 및 에탄올 혼합용매에 침지시킨 다음 통상적인 전해화학 에칭법을 사용하여 깊이가 40㎛이고 직경이 약 200∼1000nm인 나노 홀 들을 형성하였다. 다음으로, 아세톤, 에탄올 및 탈이온수로 세정한 다음, 피라나 처리를 30분간 실시하여 Si 웨이퍼의 표면을 -OH로 개질하고 탈이온수를 사용하여 세정하였다. 그 다음, Fe(NO3)3·9H2O(Junsei사 제조)를 에탄올에 용해시킨 용액과 Mo 염 수용액(ICP/DCP standard solution, 10,000 ㎍/mL Mo in H2O, Aldrich사 제조)을 혼합한 이촉매용액을 제조하였다. 상기 이촉매용액 중의 Fe와 Mo 농도비는 5:1이었다. 그 다음, 상기 Si 웨이퍼를 상기 이촉매용액에 침지시키고 초음파를 가하며 상기 이촉매를 웨이퍼의 표면 및 나노 홀의 내부 표면 전체에 골고루 흡착시키고 에탄올로 세정한 다음, 수평 쿼츠 튜브 반응기에 장착하였다. 상기 촉매가 흡착된 Si 웨이퍼를 400℃ 공기분위기에서 30분간 열처리하였으며 반응기의 압력을 1.0 x 10-2 Torr로 유지시키면서 800℃까지 승온시켰다. 그 다음 상기 반응기 내의 온도를 800℃에서 안정화시킨 후 300sccm의 NH3 기체를 10분간 공급하여 금속산화물 촉매를 순수한 금속촉매로 환원시켰다. 마지막으로 탄소소스 기체로서 20sccm의 C2H2를 10분간 공급하며 3차원 단일벽 탄소나노튜브 네트워크를 형성하였고 이때의 반응기 내부의 압력은 3.3 x 10-1 Torr였다. 그 이후의 공정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 광센서를 제조하였다.The n-type Si wafer was immersed in a mixed solvent of HF and ethanol, and then, using conventional electrochemical etching, nano holes having a depth of 40 μm and a diameter of about 200 to 1000 nm were formed. Next, the resultant was washed with acetone, ethanol and deionized water, and then subjected to Pirana treatment for 30 minutes to modify the surface of the Si wafer with -OH and with deionized water. Next, a solution in which Fe (NO 3 ) 3 9H 2 O (manufactured by Junsei) was dissolved in ethanol and an aqueous Mo salt solution (ICP / DCP standard solution, 10,000 μg / mL Mo in H 2 O, manufactured by Aldrich) The mixed dicatalyst solution was prepared. The concentration ratio of Fe and Mo in the dicatalyst solution was 5: 1. Subsequently, the Si wafer was immersed in the dicatalyst solution, ultrasonication was applied, and the dicatalyst was evenly adsorbed on the entire surface of the wafer and the inner surface of the nanoholes, washed with ethanol, and mounted in a horizontal quartz tube reactor. The catalyst-adsorbed Si wafer was heat-treated in a 400 ° C. air atmosphere for 30 minutes and heated up to 800 ° C. while maintaining the reactor pressure at 1.0 × 10 −2 Torr. Then, the temperature in the reactor was stabilized at 800 ° C., and then 300 sccm of NH 3 gas was supplied for 10 minutes to reduce the metal oxide catalyst to a pure metal catalyst. Finally, 20 sccm of C 2 H 2 was supplied as a carbon source gas for 10 minutes to form a three-dimensional single-wall carbon nanotube network. The pressure inside the reactor was 3.3 x 10 -1 Torr. Subsequent processes were performed in the same manner as in Example 1 to prepare an optical sensor.

시험예 1Test Example 1

웨이퍼에 대한 For wafer SEMSEM 사진의 측정 Measurement of photograph

상기 실시예 1∼3에서 형성된 Si 웨이퍼의 나노 로드에 대한 SEM 사진을 촬영하고 그 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4를 참조하면, 규칙적인 나노 로드들이 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다.SEM photographs of the nanorods of the Si wafers formed in Examples 1 to 3 were taken and the results are shown in FIG. 4. Referring to FIG. 4, it can be seen that regular nanorods are formed.

시험예 2Test Example 2

3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대한 For 3D carbon nanotube networks SEMSEM 사진의 측정 Measurement of photograph

상기 실시예 1∼3에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에 대한 정면 SEM 사진과 경사진 SEM 사진 및 측면 SEM 사진 및 그 확대 SEM 사진을 촬영하고 그 결과를 도 5 내지 도 7에 도시하였다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 나노 로드의 기저부까지 매우 균일하게 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다. 한편, 상기 Si 나노 로드들과 탄소나노튜브의 연결부위에 대한 TEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 8에 도시하였으며, 이를 참조하면 모든 탄소나노튜브는 Si 나노 로드들과 직접 연결되어 있다는 것을 확인할 수 있다. A front SEM photograph, an inclined SEM photograph, a side SEM photograph, and an enlarged SEM photograph of the silicon electrode including the three-dimensional carbon nanotube network formed in Examples 1 to 3 are taken and the results are shown in FIGS. 5 to 7. Shown. 5 to 7, it can be seen that the 3D carbon nanotube network is formed very uniformly to the base of the nanorods. Meanwhile, the TEM photographs of the Si nanorods and the carbon nanotube connection sites were measured and the results are shown in FIG. 8. Referring to this, all carbon nanotubes were directly connected to the Si nanorods. have.

시험예 3Test Example 3

3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대한 For 3D carbon nanotube networks SEMSEM 사진의 측정 Measurement of photograph

상기 실시예 4에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극 대한 경사진 SEM 사진 및 그 확대 SEM 사진을 촬영하고 그 결과를 도 9에 도시하였다. 도 9를 참조하면, 홀의 표면뿐만 아니라 내부에 까지 매우 균일하게 3차원 탄소나노튜브 네트워크가 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 10에는 실시예 1에서 CdSe 양자점 화합물이 도포된 3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대한 SEM 사진을 도시하였다. 도 10을 참조하면 탄소나노튜브의 주위에 양자점이 부착되어 있다는 것을 확인할 수 있다. An inclined SEM photograph and an enlarged SEM photograph of the silicon electrode including the three-dimensional carbon nanotube network formed in Example 4 were taken and the results are shown in FIG. 9. Referring to FIG. 9, it can be seen that the 3D carbon nanotube network is uniformly formed not only on the surface of the hole but also inside. On the other hand, Figure 10 shows a SEM image of the three-dimensional carbon nanotube network coated with the CdSe quantum dot compound in Example 1. Referring to FIG. 10, it can be seen that quantum dots are attached around the carbon nanotubes.

시험예 4Test Example 4

나노 로드 간의 3차원 탄소나노튜브의 평균 개수 측정Average number of three-dimensional carbon nanotubes between nanorods

상기 SEM 사진을 토대로 하여 두 개의 나노 로드 간의 3차원 탄소나노튜브의 평균개수를 측정하고 그 결과를 도 11에 도시하였다. 실시예 1의 평균 개수는 11개였고, 실시예 2의 경우는 17개였으며, 실시예 3의 경우는 21개였다. 즉, 나노 로드의 높이가 높아질수록 탄소나노튜브의 평균개수는 증가하는 경향을 보였다.Based on the SEM photograph, the average number of three-dimensional carbon nanotubes between two nanorods was measured and the results are shown in FIG. 11. The average number of Example 1 was 11, Example 2 was 17 pieces, and Example 3 was 21 pieces. In other words, as the height of the nanorods increased, the average number of carbon nanotubes tended to increase.

시험예 5Test Example 5

라만 스펙트럼 측정Raman Spectrum Measurement

상기 실시예 1에 의해 제조된 3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대하여 라만(Raman) 스펙트럼(514nm)을 측정하고 그 결과를 도 12에 도시하였다. 탄소나노튜브의 직경은 d0 .93 (nm) = 238/νRBM (cm-1) 식에 의하여 측정하였다(상기 식 중, νRBM 은 radial breathing modes(RBMs) 진동수이며, d는 탄소나노튜브의 직경임). 도 12를 참조하면 약 100∼300 cm-1에서 RBMs가 관찰되며, 1330∼1334 cm-1에서 약한 D-band가, 1523∼1574 cm-1에서 BWF-band가 관찰되고 1588∼1592 cm-1에서 날카로운 G-band가 관찰되는데, 이를 통하여 균일한 단일벽 탄소나노튜브가 나노 로드 구조 사이에 전체 공간에 걸쳐 3차원으로 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다. 상기 탄 소나노튜브의 직경은 약 0.8∼1.1nm 였다.The Raman spectrum (514 nm) of the three-dimensional carbon nanotube network prepared in Example 1 was measured and the results are shown in FIG. 12. The diameter of carbon nanotubes is d 0 .93 (nm) = 238 / ν RBM It measured by the formula (cm <-1> ) (In said formula, (ν RBM). Is the frequency of radial breathing modes (RBMs) and d is the diameter of the carbon nanotubes). Referring to Figure 12 and RBMs is observed at about 100~300 cm -1, a weak D-band at 1330~1334 cm -1, the BWF-band was observed on the 1523~1574 cm -1 1588~1592 cm -1 The sharp G-band is observed at, which shows that uniform single-walled carbon nanotubes are formed in three dimensions over the entire space between nanorod structures. The diameter of the carbon nanotubes was about 0.8-1.1 nm.

시험예 6Test Example 6

광센서의 성능 테스트Performance test of the light sensor

상기 실시예에 따라 제조된 광센서의 광전류 성질을 측정하여 도 13에 도시하였다. 광원으로는 백색광(100mW/cm2:1 Sun)을 사용하였다. 도 13을 참조하면, 2㎛ 높이의 나노로드가 형성된 기판을 사용하여 제작된 광센서에서는 1∼1.5 ㎂/cm2의 광전류밀도가 측정되었고, 5㎛ 높이의 나노로드가 형성된 기판을 사용하여 제작된 광센서에서는 2.2∼3 ㎂/cm2의 광전류밀도가 측정되었으며, 7㎛ 높이의 나노로드가 형성된 기판을 사용하여 제작된 광센서에서는 4.2∼5.5 ㎂/cm2의 광전류밀도가 측정되었다. 즉, 나노 로드의 높이가 높아질수록 상기 광센서에서 발생되는 광전류밀도가 증가하는 경향을 보였다. 상기 결과는 시험예 4에 도시한 바와 같이 나노 로드의 높이가 높아질수록 탄소나노튜브의 평균개수가 증가하는 경향과 정확하게 일치하였다. The photocurrent property of the optical sensor manufactured according to the above embodiment was measured and shown in FIG. 13. White light (100 mW / cm 2 : 1 Sun) was used as the light source. Referring to FIG. 13, in the optical sensor manufactured by using a substrate having a nanorod having a height of 2 μm, a photocurrent density of 1 to 1.5 mA / cm 2 was measured and manufactured using a substrate having a nanorod having a height of 5 μm. the light sensor in the 2.2~3 ㎂ / cm 2 a photoelectric current density were measured of, in the photo sensor manufactured using a substrate formed of the nano-rods of the 7㎛ height was measured photocurrent density of 4.2~5.5 ㎂ / cm 2. That is, as the height of the nanorods increases, the photocurrent density generated by the optical sensor increases. As shown in Test Example 4, the results were in good agreement with the tendency of increasing the average number of carbon nanotubes as the height of the nanorods increased.

한편, 실시예 3에 따라 제조된 광센서의 표면과 일반 실리콘 웨이퍼 표면의 광반사율을 측정하고 그 결과를 도 14에 비교하였다. 도 14를 참조하면, 일반 실리콘 웨이퍼 표면에서의 가시광선 영역의 반사율은 30%정도임에 비해 본 발명에 따른 광센서 표면의 반사율은 0%에 가까운 매우 낮은 값을 보이므로 빛을 잘 흡수하여 광감응도가 우수하리라는 것을 알 수 있다. On the other hand, the light reflectance of the surface of the optical sensor manufactured according to Example 3 and the surface of a general silicon wafer is measured and the results are shown. Compared to 14. Referring to FIG. 14, since the reflectance of the visible light region on the surface of a general silicon wafer is about 30%, the reflectance of the surface of the optical sensor according to the present invention exhibits a very low value close to 0%. It can be seen that the sensitivity is excellent.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광센서의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an optical sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 유무기 복합체의 제조방법의 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a method for producing an organic-inorganic composite including a three-dimensional carbon nanotube network according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 유무기 복합체의 제조방법의 또 다른 모식도이다.Figure 3 is another schematic diagram of a method for producing an organic-inorganic composite including a three-dimensional carbon nanotube network according to the present invention.

도 4는 실시예 1∼3에서 형성된 Si 웨이퍼의 나노 로드에 대한 SEM 사진이다.FIG. 4 is a SEM photograph of the nanorods of the Si wafers formed in Examples 1 to 3. FIG.

도 5는 실시예 1∼3에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에 대한 정면 SEM 사진과 확대 SEM 사진이다.5 is a front SEM photograph and an enlarged SEM photograph of a silicon electrode including a three-dimensional carbon nanotube network formed in Examples 1 to 3;

도 6은 실시예 1∼3에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에 대한 경사진 SEM 사진과 확대 SEM 사진이다.6 is an inclined SEM photograph and an enlarged SEM photograph of a silicon electrode including a three-dimensional carbon nanotube network formed in Examples 1 to 3;

도 7은 실시예 1∼3에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에 대한 측면 SEM 사진과 확대 SEM 사진이다.7 is a side SEM photograph and an enlarged SEM photograph of a silicon electrode including a three-dimensional carbon nanotube network formed in Examples 1 to 3. FIG.

도 8은 실시예 1에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에서 Si 나노 로드들과 탄소나노튜브의 연결부위에 대한 TEM 사진이다.FIG. 8 is a TEM photograph of a connection portion of Si nanorods and carbon nanotubes in a silicon electrode including a three-dimensional carbon nanotube network formed in Example 1. FIG.

도 9는 실시예 4에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 실리콘 전극에 대한 경사진 SEM 사진 및 그 확대 SEM 사진이다.FIG. 9 is an inclined SEM photograph and an enlarged SEM photograph of a silicon electrode including a three-dimensional carbon nanotube network formed in Example 4. FIG.

도 10은 실시예 1에서 제조된 양자점이 도포된 3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대한 SEM 사진 및 그 확대 SEM 사진이다.FIG. 10 is an SEM photograph and an enlarged SEM photograph of a three-dimensional carbon nanotube network coated with quantum dots prepared in Example 1. FIG.

도 11은 실시예 1∼3에서 형성된 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 유무기 복합체에 대한 SEM 사진을 토대로 하여 두 개의 나노 로드 간의 3차원 탄소나노튜브의 평균개수를 측정한 결과이다.FIG. 11 is a result of measuring an average number of three-dimensional carbon nanotubes between two nanorods based on SEM images of organic-inorganic composites including three-dimensional carbon nanotube networks formed in Examples 1 to 3. FIG.

도 12는 실시예 1에서 얻어진 3차원 탄소나노튜브 네트워크에 대하여 라만 스펙트럼(514nm)을 측정한 결과이다.FIG. 12 shows the Raman spectrum (514 nm) of the three-dimensional carbon nanotube network obtained in Example 1. FIG.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광센서의 광전류 성질을 측정한 결과이다.13 is a result of measuring the photocurrent properties of the optical sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 14는 실시예 3에 의해 제조된 광센서의 반사율 측정결과이다.14 is a result of reflectance measurement of the optical sensor manufactured in Example 3.

Claims (17)

나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 전극; A silicon electrode in which nanorods or nano holes are formed; 상기 실리콘 전극과 대향되는 대향전극; 및An opposite electrode facing the silicon electrode; And 상기 실리콘 전극에서 서로 인접하고 있는 나노 로드들 사이 또는 나노 홀의 내부에 병렬적으로 수평성장되어 띄워진 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하며, 상기 탄소나노튜브의 표면에는 광전변환물질이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서.It includes a three-dimensional network of carbon nanotubes floated horizontally in parallel between the nano-rods adjacent to each other in the silicon electrode or inside the nano-holes, the photoelectric conversion material is attached to the surface of the carbon nanotubes An optical sensor comprising a carbon nanotube three-dimensional network characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광전변환물질은 양자점 화합물인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서.The photoelectric conversion material is an optical sensor comprising a carbon nanotube three-dimensional network, characterized in that the quantum dot compound. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 양자점 화합물은 MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, InxGa(1-x)As(여기서,0<x≤1), SiGe, InnGa(1-n)N(여기서,0<n≤1) 및 이들의 코어/쉘 구조체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물dls 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서. The quantum dot compounds are MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , Al 2 Se 3 , Al 2 Te 3 , Ga 2 O 3 , Ga 2 S 3 , Ga 2 Se 3 , Ga 2 Te 3 , In 2 O 3 , In 2 S 3 , In 2 Se 3 , In 2 Te 3 , SiO 2 , GeO 2 , SnO 2 , SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO 2 , PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si, Ge, In x Ga (1-x) As (where 0 <x≤1), SiGe, In n Ga (1-n) An optical sensor comprising a carbon nanotube three-dimensional network, characterized in that any one or more compounds dls selected from the group consisting of N (where 0 < n ≦ 1) and core / shell structures thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양자점 화합물의 표면에는 -OH, =O, -O-, -S-S-, -SH, -P=O, -P 및 -PH로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 작용기를 갖는 화합물로 코팅된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서. The surface of the quantum dot compound is coated with a compound having any one functional group selected from the group consisting of -OH, = O, -O-, -SS-, -SH, -P = O, -P and -PH An optical sensor comprising a carbon nanotube three-dimensional network. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양자점 화합물은 다양한 크기 및 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서. The quantum dot compound is an optical sensor comprising a carbon nanotube three-dimensional network, characterized in that it has a variety of sizes and shapes. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 전극과 대향전극 사이에 전해질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서. An optical sensor comprising a three-dimensional network of carbon nanotubes, further comprising an electrolyte layer between the silicon electrode and the counter electrode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄소나노튜브 3차원 네트워크의 공간당 밀도는 1.5개/㎛3 이상이며 한 쌍의 상기 나노 로드 사이 또는 나노 홀 내부에 형성된 탄소나노튜브의 높이 당 밀도는 3개/㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 광센서.The carbon nanotube three-dimensional network has a density per space of more than 1.5 / ㎛ 3 and the carbon nanotube formed between the pair of the nanorods or inside the nano-holes, the density per height of the carbon is characterized in that more than 3 / ㎛ An optical sensor comprising a nanotube three-dimensional network. (a) Fe-Mo 이촉매 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a Fe-Mo dicatalyst solution; (b) 나노 로드 또는 나노 홀들이 형성된 실리콘 기판을 피라나처리, UV-오존처리 또는 산소플라즈마 처리를 함으로써 표면을 Si-OH로 개질하는 단계;(b) modifying the surface with Si-OH by performing a piranha treatment, a UV-ozone treatment, or an oxygen plasma treatment on a silicon substrate on which nanorods or nano holes are formed; (c) 상기 표면개질된 실리콘 기판을 상기 이촉매 용액에 침지시켜 이촉매 금속을 흡착시키는 단계; (c) immersing the surface modified silicon substrate in the dicatalyst solution to adsorb the dicatalyst metal; (d) 상기 기판 상에 탄소소스 기체를 공급하여 3차원 네트워크 구조를 갖는 탄소나노튜브가 형성된 실리콘 전극을 제조하는 단계; 및(d) manufacturing a silicon electrode on which carbon nanotubes having a three-dimensional network structure are formed by supplying a carbon source gas on the substrate; And (e) 광전변환물질 용액에 상기 실리콘 전극을 침지시켜 탄소나노튜브의 표면에 광전변환물질을 부착하는 단계를 포함하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.(e) immersing the silicon electrode in a photoelectric conversion material solution and attaching the photoelectric conversion material to the surface of the carbon nanotubes. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 Fe-Mo 이촉매 용액은 Fe(NO3)3·9H2O와 Mo 염 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The Fe-Mo dicatalyst solution is a method of manufacturing an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network, characterized in that the Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and Mo salt aqueous solution. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 Fe-Mo 이촉매 용액 내의 Fe와 Mo의 농도비는 5:1∼0.5:1인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The concentration ratio of Fe and Mo in the Fe-Mo dicatalyst solution is 5: 1 to 0.5: 1 manufacturing method of an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 실리콘 기판을 이촉매 용액에 침지시키는 단계는 초음파처리를 병행하는 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The immersing the silicon substrate in the dicatalyst solution is a method of manufacturing an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network characterized in that the parallel processing of the ultrasonic wave. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 이촉매 금속이 흡착된 기판을 열처리한 다음, NH3 또는 수소기체를 공급하여 촉매금속을 환원시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.And heat-treating the substrate on which the bicatalyst metal is adsorbed, and then supplying NH 3 or hydrogen gas to reduce the catalytic metal. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 탄소소스 기체는 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 벤젠, 헥산, 에탄올, 메탄올 및 프로판올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The carbon source gas is a method of manufacturing an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network, characterized in that any one or more selected from the group consisting of methane, ethylene, acetylene, benzene, hexane, ethanol, methanol and propanol. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 나노 로드의 높이는 2∼200㎛이고, 나노 로드 간의 간격은 50∼2000nm이며, 나노 로드의 장단비는 2∼100인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The height of the nanorods is 2 ~ 200㎛, the interval between the nanorods is 50 ~ 2000nm, the long-term ratio of the nanorods is 2-100, characterized in that the manufacturing method of the optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 나노 홀의 깊이는 2∼200㎛이고, 나노 홀 간의 간격은 50∼2000nm이며, 나노 홀의 장단비는 2∼100인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The depth of the nano-holes is 2 ~ 200㎛, the interval between nano holes is 50 ~ 2000nm, the nano-holes ratio of 2 to 100, characterized in that the manufacturing method of the optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 서로 인접하고 있는 상기 나로 로드 2개 간에 연결되어 있거나 나노 홀 내부에 수평으로 형성되어 3차원 네트워크를 이루는 탄소나노튜브의 개수는 10개 이상인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.Optical sensor including a three-dimensional carbon nanotube network, characterized in that the number of carbon nanotubes connected to each other between the two adjacent rods adjacent to each other or formed horizontally inside the nano-hole to form a three-dimensional network of 10 or more Manufacturing method. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광전변환물질은 양자점 화합물이고, 상기 광전변환물질 용액은 표면이 개질된 양자점 화합물 용액인 것을 특징으로 하는 3차원 탄소나노튜브 네트워크를 포함하는 광센서의 제조방법.The photoelectric conversion material is a quantum dot compound, the photoelectric conversion material solution is a method of manufacturing an optical sensor comprising a three-dimensional carbon nanotube network, characterized in that the surface of the modified quantum dot compound solution.
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