KR20210034961A - Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method - Google Patents

Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR20210034961A
KR20210034961A KR1020190116981A KR20190116981A KR20210034961A KR 20210034961 A KR20210034961 A KR 20210034961A KR 1020190116981 A KR1020190116981 A KR 1020190116981A KR 20190116981 A KR20190116981 A KR 20190116981A KR 20210034961 A KR20210034961 A KR 20210034961A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ligand
thin film
nanoparticle thin
nanoparticle
solvent
Prior art date
Application number
KR1020190116981A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102340399B1 (en
Inventor
오승주
전상현
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020190116981A priority Critical patent/KR102340399B1/en
Publication of KR20210034961A publication Critical patent/KR20210034961A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102340399B1 publication Critical patent/KR102340399B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/185Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00Polymeric substrate or laminate
    • B05D2201/02Polymeric substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Disclosed are a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and a method of manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, comprises the following steps of: forming a nanoparticle layer by applying, onto a substrate, a solution containing conductive nanoparticles surrounded by a first ligand; forming a nanoparticle layer, in which the first ligand is substituted with a second ligand, by supporting the substrate and the nanoparticle layer in a ligand substitution solution containing the second ligand and a substitution solvent; and manufacturing a nanoparticle thin film from which the second ligand is removed, by supporting the substrate and the nanoparticle layer substituted with the second ligand in a washing solvent.

Description

기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막 및 이의 제조방법{NANOPARTICLE THIN FILM WITH CONTROLLED MECHANICAL AND ELECTRICAL PROPERTIES AND ITS MANUFACTURING METHOD}Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method {NANOPARTICLE THIN FILM WITH CONTROLLED MECHANICAL AND ELECTRICAL PROPERTIES AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and a method of manufacturing the same.

콜로이달 나노 입자는 크기, 형태 및 구성에 따라 특성을 정확하게 제어할 수 있을뿐만 아니라 단순하고 대규모의 제작으로 인해 전자, 광전자, 광기 전력 장치 및 생체 관련 센서 응용 분야와 같은 다양한 분야에서 상당한 관심을 끌었다.Colloidal nanoparticles have attracted considerable interest in a variety of fields such as electronics, optoelectronics, photovoltaic devices and bio-related sensor applications due to their simple and large-scale fabrication as well as being able to precisely control their properties according to size, shape and composition .

콜로이달 나노 입자는 유기 물질인 리간드로 둘러싸여 합성되어 안정적이나, 사슬 길이가 긴 리간드는 입자 사이의 거리를 증가시키고 입자 간 효율적인 전자 이동을 방지하여 절연성을 제공한다.Colloidal nanoparticles are synthesized by being surrounded by a ligand, which is an organic material, and are stable, but a ligand having a long chain length increases the distance between particles and provides insulation by preventing efficient electron transfer between particles.

따라서 사슬 길이가 긴 리간드를 사슬 길이가 짧은 리간드로 치환하는 광범위한 연구가 수행되었다.Therefore, extensive studies have been conducted to replace a ligand with a long chain length with a ligand with a short chain length.

이러한 리간드 치환 공정에 따라 나노 입자 필름의 전자 수송을 향상시킬 뿐만 아니라 도핑 효과, 에너지 레벨 변조 등을 통해 특성을 향상시킬 수 있다.According to such a ligand substitution process, electron transport of the nanoparticle film may be improved, and properties may be improved through a doping effect and energy level modulation.

리간드 치황 공정의 대부분은 고체 상태의 리간드 치환 방법으로 수행되며, 리간드 치환 단계 및 세척 단계로 나눌 수 있다.Most of the ligand vulgaris process is performed by a solid-state ligand substitution method, and can be divided into a ligand substitution step and a washing step.

이러한 순차적 공정에서는 용매가 매우 중요한데, 예를 들어 리간드 치환 단계 동안 나노 입자의 표면에 접근하고 원래 리간드를 치환시키기 위해, 표적 리간드 분자는 용매 분자와의 연결을 끊어야 한다.In this sequential process, the solvent is very important, for example, in order to access the surface of the nanoparticles and displace the original ligand during the ligand substitution step, the target ligand molecule must be disconnected from the solvent molecule.

또한, 세정 단계 동안 나노 입자 표면 상의 리간드를 제거하거나 조절하기 위해, 용매 분자는 리간드 분자와 상호 작용해야한다.In addition, in order to remove or control the ligand on the nanoparticle surface during the cleaning step, the solvent molecule must interact with the ligand molecule.

따라서 리간드 치환 단계 및 세척 단계는 극성 또는 입체 장애와 같은 용매 특성에 의해 크게 영향을 받는다.Thus, the ligand substitution step and washing step are greatly influenced by solvent properties such as polarity or steric hindrance.

그럼에도 불구하고, 대부분의 리간드 치환 공정은 단순히 메탄올 또는 아세토니트릴과 같은 통상적인 용매를 사용하여 수행되었으며, 이에 대한 연구가 전무하였다.Nevertheless, most of the ligand substitution process was performed simply using a conventional solvent such as methanol or acetonitrile, and there was no research on this.

또한, 리간드 치환 공정에서 치환 용매와 세척 용매를 분리하지 않았으며, 나노 입자 박막 특성에 대한 치환 용매 및 세척 용매의 효과에 초점을 두지 않았다.In addition, the replacement solvent and the cleaning solvent were not separated in the ligand replacement process, and the effect of the replacement solvent and the cleaning solvent on the nanoparticle thin film properties was not focused.

대한민국 등록특허공보 제10-0927204호, "나노-기공성 실리카 에어로겔 박막의 제조 방법"Korean Patent Publication No. 10-0927204, "Method of manufacturing a nano-porous silica airgel thin film" 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0117000호, "크랙 함유 전도성 박막을 구비하는 고감도 센서 및 그의 제조방법"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0117000, "High-sensitivity sensor having a conductive thin film containing cracks and its manufacturing method"

본 발명의 실시예는 리간드 치환 용액에 포함된 치환 용매 및 세척 용매의 다양한 종류에 따라 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절된 나노 입자 박막을 제조할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a nanoparticle with controlled mechanical and electrical properties capable of manufacturing a nanoparticle thin film with a controlled resistance and a gauge factor of the nanoparticle thin film according to various types of the replacement solvent and washing solvent included in the ligand replacement solution. It is intended to provide a method of manufacturing a thin particle film.

본 발명의 실시예는 치환 용매의 극성에 따라 나노 입자 박막 표면에 형성된 크랙 정도가 조절되어, 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a method of manufacturing a nanoparticle thin film in which the degree of crack formed on the surface of the nanoparticle thin film is controlled according to the polarity of the substitution solvent, and mechanical and electrical properties capable of controlling the resistance and gauge factor of the nanoparticle thin film are controlled. I want to provide.

본 발명의 실시예는 세척 용매의 극성에 따라 전도성 나노 입자 표면의 치환된 리간드 조성이 조절되어, 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, the composition of the substituted ligand on the surface of the conductive nanoparticles is adjusted according to the polarity of the cleaning solvent, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be controlled. I want to provide a way.

본 발명의 실시예는 전도성 나노 입자의 리간드 치환 시간에 따라 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method of manufacturing a nanoparticle thin film in which mechanical and electrical properties capable of controlling the resistance and gauge factor of the nanoparticle thin film according to the ligand substitution time of the conductive nanoparticles are adjusted.

본 발명의 실시예는 리간드가 치환된 나노 입자 박막의 세척 시간에 따라 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method of manufacturing a nanoparticle thin film in which mechanical and electrical properties capable of controlling the resistance and gauge factor of the nanoparticle thin film according to the cleaning time of the ligand-substituted nanoparticle thin film.

본 발명의 실시예는 치환 용매의 극성이 낮고 세척 용매의 극성이 높은 경우 제조된 나노 입자 박막을 전극으로 사용할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties in which the prepared nanoparticle thin film can be used as an electrode when the polarity of the replacement solvent is low and the polarity of the washing solvent is high.

본 발명의 실시예는 치환 용매의 극성이 높고 세척 용매의 극성이 낮은 경우 제조된 나노 입자 박막을 활성층으로 사용할 수 있는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties that can use the prepared nanoparticle thin film as an active layer when the polarity of the replacement solvent is high and the polarity of the washing solvent is low.

본 발명에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법은, 기판 상에 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액을 도포하여 제1 나노입자층을 형성하는 단계; 상기 기판 및 상기 제1 나노입자층을 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액에 담지하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환된 제2 나노입자층을 형성하는 단계; 상기 기판 및 상기 제2 나노입자층을 세척 용매에 담지하여 상기 제2 리간드가 제거된 나노 입자 박막을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to the present invention includes forming a first nanoparticle layer by applying a solution containing conductive nanoparticles surrounded by a first ligand on a substrate; Forming a second nanoparticle layer in which the first ligand is substituted with the second ligand by supporting the substrate and the first nanoparticle layer in a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent; And preparing a nanoparticle thin film from which the second ligand has been removed by supporting the substrate and the second nanoparticle layer in a cleaning solvent.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제1 리간드를 상기 제2 리간드로 치환하는 시간에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 조절될 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film are adjusted according to the time for substituting the first ligand with the second ligand. Can be.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간은 10초 내지 120초일 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the time for substituting the first ligand with the second ligand may be 10 seconds to 120 seconds.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제2 리간드를 제거하는 시간에 따라 상기 나노 입자 박막의 게이지 팩터가 조절될 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted according to the time for removing the second ligand.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제2 리간드를 제거하는 시간은 10초 내지 120초일 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the time for removing the second ligand may be 10 seconds to 120 seconds.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 3.1Ωcm로 조절될 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the resistance of the nanoparticle thin film may be adjusted to 6.37x10 -6 Ωcm to 3.1Ωcm.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 나노 입자 박막의 게이지 팩터는 3.1 내지 400으로 조절될 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted to 3.1 to 400.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 치환 용매는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the substitution solvent may be at least one of methanol, ethanol, and isopropanol.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 세척 용매는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the washing solvent may be at least one of methanol, ethanol, and isopropanol.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제1 리간드는 TOPO(trioctylphosphineoxide), 옥타데칸올(octadecanol), 올레익산(oleic acid) 및 올레일아민(oleylamine) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the first ligand is TOPO (trioctylphosphineoxide), octadecanol, oleic acid, and oleylamine. It may contain at least any one of (oleylamine).

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 제2 리간드는 MPA(3-mercaptopropionic acid), EDT(1,2-ethanedithiol), EDA(ethylenediamine), 황 이온(S2-), 염소 이온(Cl-), 브롬 이온(Br-), 티오시안산 이온(SCN-), 아이오딘 이온(I-), 이황화물 이온(HS-), 텔루륨 이온(Te2-), 수산화 이온(OH-), 사불화붕산 이온(BF4 -) 및 육불화인산 이온(PF6 -) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the second ligand is MPA (3-mercaptopropionic acid), EDT (1,2-ethanedithiol), EDA (ethylenediamine), sulfur ions (S 2-), chloride ion (Cl -), bromide ion (Br -), thiocyanate ion (SCN -), iodine ion (I -), disulfide ion (HS -), tellurium ions may include at least one of a (Te 2-), hydroxide ions (OH -), boric tetrafluoride ion (BF 4 - -) and six hexafluorophosphate ion (PF 6).

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 상기 전도성 나노 입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 철(Fe) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, the conductive nanoparticles are gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), platinum ( It may contain at least one of Pt), nickel (Ni), tungsten (W), and iron (Fe).

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따라 제조된 나노 입자 박막은, 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액을 이용하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환되고, 세척 용매를 이용하여 상기 제2 리간드가 제거된 전도성 나노 입자를 포함하는 나노 입자 박막에 있어서, 상기 치환 용매가 이소프로판올이고 상기 세척 용매가 메탄올이고, 상기 나노 입자 박막은 상기 전도성 나노 입자가 밀집되어 전극으로 이용되며, 상기 전극으로 이용되는 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 8.03x10-6Ωcm인 것을 특징으로 한다.The nanoparticle thin film manufactured according to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention includes a conductive nanoparticle surrounded by a first ligand and a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent. In the nanoparticle thin film comprising conductive nanoparticles in which the first ligand is substituted with the second ligand and the second ligand is removed using a washing solvent, the substitution solvent is isopropanol and the washing solvent is It is methanol, and the nanoparticle thin film is used as an electrode because the conductive nanoparticles are concentrated, and the resistance of the nanoparticle thin film used as the electrode is 6.37x10 -6 Ωcm to 8.03x10 -6 Ωcm.

본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법에 따라 제조된 나노 입자 박막은, 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액을 이용하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환되고, 세척 용매를 이용하여 상기 제2 리간드가 제거된 전도성 나노 입자를 포함하는 나노 입자 박막에 있어서, 상기 치환 용매가 메탄올이고 상기 세척 용매가 이소프로판올이고, 상기 나노 입자 박막은 표면에 크랙을 포함하여 활성층으로 이용되며, 상기 활성층으로 이용되는 나노 입자 박막의 저항도는 0.7Ωcm 내지 3.1Ωcm인 것을 특징으로 한다.The nanoparticle thin film manufactured according to the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention includes a conductive nanoparticle surrounded by a first ligand and a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent. In the nanoparticle thin film comprising conductive nanoparticles in which the first ligand is substituted with the second ligand and the second ligand is removed using a washing solvent, the substitution solvent is methanol and the washing solvent is It is isopropanol, the nanoparticle thin film is used as an active layer including cracks on the surface, and the resistance of the nanoparticle thin film used as the active layer is characterized in that 0.7Ωcm to 3.1Ωcm.

본 발명의 실시예에 따르면, 리간드 치환 용액에 포함된 치환 용매 및 세척 용매의 다양한 종류에 따라 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절된 나노 입자 박막을 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to prepare a nanoparticle thin film in which the resistance of the nanoparticle thin film and a gauge factor are adjusted according to various types of the substitution solvent and washing solvent included in the ligand substitution solution.

본 발명의 실시예에 따르면, 치환 용매의 극성에 따라 나노 입자 박막 표면에 형성된 크랙 정도가 조절되어, 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the degree of crack formed on the surface of the nanoparticle thin film is controlled according to the polarity of the substitution solvent, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be adjusted.

본 발명의 실시예에 따르면, 세척 용매의 극성에 따라 전도성 나노 입자 표면의 치환된 리간드 조성이 조절되어, 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the composition of the substituted ligand on the surface of the conductive nanoparticles is adjusted according to the polarity of the cleaning solvent, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be adjusted.

본 발명의 실시예에 따르면, 전도성 나노 입자의 리간드 치환 시간에 따라 전도성 나노 입자 표면의 리간드가 치환되는 양이 조절되어 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the amount of substitution of the ligand on the surface of the conductive nanoparticle is controlled according to the ligand substitution time of the conductive nanoparticle, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be adjusted.

본 발명의 실시예에 따르면, 리간드가 치환된 나노 입자 박막의 세척 시간에 따라 전도성 나노 입자 표면의 리간드가 제거되는 양이 조절되어 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the amount of removal of the ligand on the surface of the conductive nanoparticle is controlled according to the cleaning time of the nanoparticle thin film in which the ligand is substituted, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be adjusted.

본 발명의 실시예에 따르면, 치환 용매의 극성이 낮고 세척 용매의 극성이 높은 경우 제조된 나노 입자 박막을 전극으로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the polarity of the replacement solvent is low and the polarity of the washing solvent is high, the prepared nanoparticle thin film may be used as an electrode.

본 발명의 실시예에 따르면, 치환 용매의 극성이 높고 세척 용매의 극성이 낮은 경우 제조된 나노 입자 박막을 활성층으로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the polarity of the replacement solvent is high and the polarity of the washing solvent is low, the prepared nanoparticle thin film may be used as an active layer.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조 과정 및 나노 입자 박막을 확대 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류에 대한 리간드 치환 과정을 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리간드 치환 과정에서 치환 용매의 종류에 따른 제2 리간드 및 치환 용매 간의 결합 특성을 도시한 모식도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 전하 이동을 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 AFM(atomic force microscopy) 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2 리간드가 TBAC 또는 TBAI일 경우 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM 이미지이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류 및 리간드 치환 시간에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM 이미지이다.
도 10a는 본 발명의 실시예의 리간드 치환 시간에 따른 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)을 도시한 그래프이며, 도 10b는 본 발명의 실시예의 치환 용매 종류 별 리간드 치환 시간에 따른 정규화 피크 강도를 도시한 그래프이다.
도 11a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 XRD(X-ray diffraction) 패턴을 도시한 그래프이며, 도 11b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 XRD 패턴을 도시한 그래프이다.
도 12a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이며, 도 12b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이다.
도 13a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 저항도 변화를 도시한 그래프이며, 도 13b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 저항도 변화를 도시한 그래프이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예의 치환 용매 종류 별 스트레인 인가 여부에 따른 전압 대비 전류를 도시한 그래프이며, 도 14c는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류 별 벤딩 횟수에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예의 세척 용매 종류 별 스트레인 인가 여부에 따른 전압 대비 전류를 도시한 그래프이며, 도 15c는 본 발명의 실시예의 세척 용매 종류 별 벤딩 횟수에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 별 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 인가 여부에 따른 히스테리시스(hysteresis)를 도시한 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 크기에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막을 1000회 스트레인-릴리즈를 반복하였을 때 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 손가락 움직임에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 음파에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
1 is a flow chart showing a method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing an enlarged view of a nanoparticle thin film manufacturing process and a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a ligand substitution process for a kind of a substituted solvent according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing binding characteristics between a second ligand and a substituted solvent according to the type of the substitution solvent in the ligand substitution process according to an embodiment of the present invention.
5A to 5D are schematic diagrams showing charge transfer of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
6 is a scanning electron microscopy (SEM) image showing the surface of a nanoparticle thin film according to a type of a substitution solvent and a washing solvent according to an embodiment of the present invention.
7 is an AFM (atomic force microscopy) image showing the surface of a nanoparticle thin film according to the type of the substituted solvent according to an embodiment of the present invention.
8 is a SEM image showing the surface of a nanoparticle thin film according to the type of a substituted solvent when the second ligand according to an embodiment of the present invention is TBAC or TBAI.
9 is a SEM image showing the surface of the nanoparticle thin film according to the type of the substitution solvent and the ligand substitution time according to an embodiment of the present invention.
10A is a graph showing Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) according to the ligand substitution time in an embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a normalized peak intensity according to the ligand substitution time for each type of substitution solvent in the embodiment of the present invention. It is a graph shown.
FIG. 11A is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) pattern according to the type of a substitution solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a graph showing an XRD pattern according to the type of a washing solvent in an embodiment of the present invention.
12A is a graph showing the current-voltage curve of the nanoparticle thin film according to the type of the substituted solvent of the embodiment of the present invention, and FIG. 12B is the current-voltage curve of the nanoparticle thin film according to the type of the cleaning solvent of the embodiment of the present invention. It is a graph showing.
13A is a graph showing a change in resistance according to the type of a substituted solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a graph showing a change in resistance according to the type of a washing solvent in an embodiment of the present invention.
14A and 14B are graphs showing voltage versus current according to whether or not strain is applied for each type of substitution solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 14C is a graph showing a change in resistance according to the number of bendings for each type of substitution solvent in an embodiment of the present invention. It is a graph.
15A and 15B are graphs showing current versus voltage according to whether or not strain is applied for each type of washing solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 15C is a graph showing a change in resistance according to the number of bending for each type of washing solvent in an embodiment of the present invention. It is a graph.
16 is a graph showing a current-voltage curve for each strain of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
17 is a graph showing hysteresis according to whether or not strain is applied to a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
18 is a graph showing a change in resistance according to a strain size of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
19 is a graph showing a change in resistance when strain-release of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention is repeated 1000 times.
20 is a graph showing a change in resistance according to a finger movement of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.
21 is a graph showing a change in resistance according to a sound wave of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements or steps to the mentioned elements or steps.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, "an embodiment", "example", "side", "example", etc. should be construed as having any aspect or design described better than or having an advantage over other aspects or designs. It is not.

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.In addition, the term'or' means an inclusive OR'inclusive or' rather than an exclusive OR'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or unless clear from context, the expression'x uses a or b'means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression ("a" or "an") used in this specification and claims generally means "one or more" unless otherwise stated or unless it is clear from the context that it relates to the singular form. Should be interpreted as.

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and/or change of technology, customs, preferences of technicians, and the like. Therefore, terms used in the following description should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as illustrative terms for describing embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, detailed meanings of the terms will be described in the corresponding description. Therefore, terms used in the following description should be understood based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not just the name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express an embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

본 발명은 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 전도성 나노 입자를 둘러싸는 리간드를 치환하고 치환된 리간드를 세척하는 과정을 통해 나노 입자 박막의 기계적 특성 및 전기적 특성을 조절할 수 있다.The present invention relates to a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and a method for manufacturing the same, wherein the mechanical and electrical properties of the nanoparticle thin film are improved by replacing the ligand surrounding the conductive nanoparticle and washing the substituted ligand. Can be adjusted.

본 발명의 설명에서 기계적 특성이라 함은 본 발명의 나노 입자 박막의 게이지 팩터를 의미하며, 상기 게이지 팩터는 본 발명의 나노 입자 박막의 민감도를 나타내는 수치이다.In the description of the present invention, the mechanical properties refer to the gauge factor of the nanoparticle thin film of the present invention, and the gauge factor is a numerical value representing the sensitivity of the nanoparticle thin film of the present invention.

본 발명의 설명에서 전기적 특성이라 함은 본 발명의 나노 입자 박막의 저항도를 의미하여, 본 발명의 나노 입자 박막의 저항도는 나노 입자 박막의 비저항을 의미한다.In the description of the present invention, the electrical properties refer to the resistivity of the nanoparticle thin film of the present invention, and the resistivity of the nanoparticle thin film of the present invention refers to the specific resistance of the nanoparticle thin film.

상기 저항도 및 상기 게이지 팩터는 후술할 도면을 통한 설명에서 보다 자세히 다루도록 한다.The resistance and the gauge factor will be dealt with in more detail in the description through the drawings to be described later.

이하, 본 발명의 나노 입자 박막의 제조방법을 실시예 및 도면과 함께 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a nanoparticle thin film of the present invention will be described with examples and drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법을 도시한 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법은 기판 상에 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액을 도포하여 제1 나노입자층을 형성하는 단계(S110), 상기 기판 및 나노입자층을 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액에 담지하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환된 제2 나노입자층을 형성하는 단계(S120), 상기 기판 및 상기 제2 나노입자층을 세척 용매에 담지하여 상기 제2 리간드가 제거된 나노 입자 박막을 제조하는 단계 (S130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties according to an embodiment of the present invention, a first nanoparticle layer is formed by applying a solution containing conductive nanoparticles surrounded by a first ligand on a substrate. Forming a second nanoparticle layer in which the first ligand is substituted with the second ligand by supporting the substrate and the nanoparticle layer in a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent (S120) ), preparing a nanoparticle thin film from which the second ligand has been removed by supporting the substrate and the second nanoparticle layer in a cleaning solvent (S130).

본 발명의 설명에서 제1 나노입자층이라 함은 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 층을 의미한다.In the description of the present invention, the term "first nanoparticle layer" refers to a layer including conductive nanoparticles surrounded by a first ligand.

또한, 본 발명의 설명에서 제2 나노입자층이라 함은 상기 제1 나노입자층이 상기 리간드 치환 용액에 의해 리간드 치환 공정이 수행된 결과물로서, 제2 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 층을 의미한다.In addition, in the description of the present invention, the term "second nanoparticle layer" refers to a layer including conductive nanoparticles surrounded by a second ligand as a result of the first nanoparticle layer performing a ligand substitution process by the ligand substitution solution. .

또한, 본 발명의 설명에서 나노 입자 박막이라 함은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법에 의해 제조된 최종 산물(product)를 의미하는 것으로, 제2 나노입자층이 세척 용매에 의한 세척 공정이 수행된 결과물을 의미한다.In addition, in the description of the present invention, the term "nanoparticle thin film" refers to a final product manufactured by the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, and the second nanoparticle layer is washed with a washing solvent. It means the result of the process.

이때, 상기 리간드 치환 공정 및 세척 공정에 대한 상세한 설명은 후술할 단계 S120 및 단계 S130에서 자세히 다루도록 한다.In this case, a detailed description of the ligand substitution process and the washing process will be described in detail in steps S120 and S130 to be described later.

단계 S110에서 상기 기판은 상기 제1 나노입자층을 지지하고, 외력에 의해 변형을 일으키는 피측정대상에 부착되는 기재이다.In step S110, the substrate is a substrate that supports the first nanoparticle layer and is attached to an object to be measured that causes deformation by an external force.

여기서, 상기 피측정대상이란 압력을 감지하고자 하는 대상을 의미하며, 고형의 물체가 될 수 있다.Here, the object to be measured refers to an object for which pressure is to be sensed, and may be a solid object.

실시예에 따라서, 상기 피측정대상은 인간의 피부가 될 수 있으며, 상기 나노가 입자 박막이 피부에 부착되어 압력을 감지함으로써 혈압, 맥박, 음성, 동작 등을 인식할 수 있다.According to an embodiment, the object to be measured may be human skin, and the thin nanoparticles are attached to the skin to sense pressure, thereby recognizing blood pressure, pulse, voice, motion, and the like.

또는 실시예에 따라서, 상기 피측정대상은 소리를 내는 물체에 부착되어 음파의 충격에 의한 물체의 움직임을 감지할 수 있다.Alternatively, according to an embodiment, the object to be measured may be attached to an object that emits sound to detect movement of the object due to the impact of sound waves.

실시예에 따라서, 상기 기판은 상기 피측정대상에 부착되기 위해 일면에 접착층을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the substrate may include an adhesive layer on one surface to be attached to the object to be measured.

예를 들어, 상기 기판은 상기 피측정대상에 부착되기 위해 기판의 하면에 접착층을 포함할 수 있다.For example, the substrate may include an adhesive layer on a lower surface of the substrate to be attached to the object to be measured.

상기 기판은 유리, 석영(Quartz), Al2O3, SiC, Si, GaAs 또는 InP로 이루어질 수 있으나, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.The substrate may be made of glass, quartz, Al 2 O 3 , SiC, Si, GaAs, or InP, but is not limited to the material.

상기 기판은 상기 피측정대상의 움직임과 같은 외력에 의해 변형되도록 유연한 소재로 이루어질 수 있다.The substrate may be made of a flexible material so as to be deformed by an external force such as a movement of the object to be measured.

구체적으로, 상기 기판은 상기 나노 입자 박막에 압력이 가해질 때 상기 나노 입자 박막의 형상이 변형되면서 상기 나노 입자 박막에 포함된 전도성 나노 입자의 터널링 거리가 조절됨에 따라 압력이 감지되도록 유연성 소재로 이루어질 수 있다.Specifically, the substrate may be made of a flexible material such that pressure is sensed as the shape of the nanoparticle thin film is deformed when pressure is applied to the nanoparticle thin film, and the tunneling distance of the conductive nanoparticles included in the nanoparticle thin film is adjusted. have.

상기 나노 입자 박막이 외력에 의해 형상이 변형되면서 압력을 감지하는 원리는 후술할 도 5a 내지 도 5d에서 설명하도록 한다.The principle of sensing the pressure while the shape of the nanoparticle thin film is deformed by an external force will be described with reference to FIGS. 5A to 5D to be described later.

실시예에 따라서, 상기 기판은 상기 나노 입자 박막이 신체에 부착될 경우 전류가 신체에 통하지 않도록 절연성 소재로 이루어질 수 있다.According to an embodiment, the substrate may be made of an insulating material so that current does not pass through the body when the nanoparticle thin film is attached to the body.

예를 들어, 상기 기판은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate, CTA) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로부터 선택되는 것일 수 있으나, 유연성 및 절연성을 가지는 한 반드시 상기 물질에 한정되는 것은 아니다.For example, the substrate is polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide (PI), polyethersulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI). ), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, polycarbonate (PC), cellulose tree Although it may be selected from acetate (cellulose triacetate, CTA) and cellulose acetate propionate (CAP), it is not necessarily limited to the material as long as it has flexibility and insulation.

단계 S110에서 상기 전도성 나노 입자는 전도성 물질로 이루어진 나노미터사이즈의 구형 입자이다.In step S110, the conductive nanoparticles are nanometer-sized spherical particles made of a conductive material.

예를 들어, 상기 전도성 나노 입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 철(Fe) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구형의 입자일 수 있다.For example, the conductive nanoparticles are at least among gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), and iron (Fe). It may be a spherical particle including any one.

상기 제1 리간드는 상기 제2 리간드보다 사슬 길이가 긴 리간드로서, 유기 물질로 이루어진 유기 리간드일 수 있다.The first ligand is a ligand having a longer chain length than the second ligand, and may be an organic ligand made of an organic material.

실시예에 따라서, 상기 제1 리간드는 8개 내지 18개의 탄소 사슬을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first ligand may include 8 to 18 carbon chains.

예를 들어, 상기 제1 리간드는 TOPO(trioctylphosphineoxide), 옥타데칸올(octadecanol), 올레익산(oleic acid) 및 올레일아민(oleylamine) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, the first ligand may include at least one of trioctylphosphineoxide (TOPO), octadecanol, oleic acid, and oleylamine.

상기 전도성 나노 입자는 단계 S110 전에 제1 리간드로 둘러싸이도록 미리 합성되어 제조될 수 있다.The conductive nanoparticles may be synthesized and prepared in advance so as to be surrounded by the first ligand before step S110.

예를 들어, 전도성 나노 입자가 은 나노 입자일 때, 질산은(AgNO3)을 제1 리간드인 올레익산 및 올레일아민과 혼합하여 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 합성할 수 있다.For example, when the conductive nanoparticles are silver nanoparticles, silver nitrate (AgNO 3 ) may be mixed with oleic acid and oleylamine as first ligands to synthesize conductive nanoparticles surrounded by the first ligand.

상기 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액은 상기 제2 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자와 상기 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 분산시키는 용매를 포함하는 용액일 수 있다.The solution including the conductive nanoparticles surrounded by the first ligand may be a solution including a solvent for dispersing the conductive nanoparticles surrounded by the second ligand and the conductive nanoparticles surrounded by the first ligand.

상기 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 분산시키는 용매는 실시예에 따라서 옥탄(octane), 헥산(hexane), 톨루엔(toluene) 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 무극성 용매라면 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.The solvent for dispersing the conductive nanoparticles surrounded by the first ligand may be at least one of octane, hexane, and toluene according to an embodiment, and if it is a non-polar solvent, it is not limited to the material. .

실시예에 따라서, 단계 S110에서 상기 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액은 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 울트라스프레이코팅(ultra-spray coating), 전기방사코팅, 슬롯다이코팅(slot die coating), 그라비아코팅(gravure coating), 바코팅(bar coating), 롤코팅(roll coating), 딥코팅(dip coating), 쉬어코팅(shear coating), 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 또는 노즐 프린팅(nozzle printing) 중 어느 하나의 방법으로 상기 기판 상에 도포될 수 있다.According to an embodiment, the solution containing the conductive nanoparticles surrounded by the first ligand in step S110 is spin coating, spray coating, ultra-spray coating, electrospinning coating, Slot die coating, gravure coating, bar coating, roll coating, dip coating, shear coating, screen printing , Inkjet printing or nozzle printing may be applied on the substrate by any one method.

또는 실시예에 따라서, 단계 S110은 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액을 상기 기판 상에 스퍼터링(sputtering), 원자층증착(ALD), 화학기상증착(CVD), 열증착(thermal evaporation), 동시증발법(co-evaporation), 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD), 전자빔증착(e-beam evaporation), RF 스퍼터링(Radio Frequency sputtering), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 진공증착(vacuum deposition) 또는 화학적 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나의 방법으로 증착하여 제1 나노입자층을 형성할 수 있다.Alternatively, according to an embodiment, step S110 includes sputtering, atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), thermal evaporation, on the substrate, a solution containing conductive nanoparticles surrounded by a first ligand. ), co-evaporation, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), e-beam evaporation, RF sputtering, magnetron sputtering, vacuum deposition Alternatively, the first nanoparticle layer may be formed by depositing by any one of chemical vapor deposition.

실시예에 따라서, 단계 S110은 상기 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액을 상기 기판 상에 도포한 후 추가로 건조 과정을 수행하여 상기 제1 나노입자층을 형성할 수 있다.According to an embodiment, in step S110, the first nanoparticle layer may be formed by applying a solution containing conductive nanoparticles surrounded by the first ligand on the substrate and then performing an additional drying process.

단계 S120은 상기 기판 및 상기 제1 나노입자층을 상기 리간드 치환 용액에 담지하여 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 리간드 치환 공정을 수행한다.In step S120, a ligand substitution process is performed in which the substrate and the first nanoparticle layer are supported in the ligand substitution solution to replace the first ligand with the second ligand.

상기 리간드 치환 용액은 제2 리간드와, 상기 제2 리간드를 분산시키는 치환 용매를 포함하는 용액이다.The ligand substitution solution is a solution containing a second ligand and a substitution solvent for dispersing the second ligand.

상기 제2 리간드는 상기 제1 리간드보다 사슬 길이가 짧은 리간드일 수 있다.The second ligand may be a ligand having a shorter chain length than the first ligand.

실시예에 따라서, 상기 제2 리간드는 1개 내지 3개의 탄소 사슬을 포함하는 유기 리간드이거나, 무기 물질로 이루어진 무기 리간드일 수 있다.Depending on the embodiment, the second ligand may be an organic ligand including 1 to 3 carbon chains or an inorganic ligand including an inorganic material.

예를 들어, 상기 제2 리간드는 MPA(3-mercaptopropionic acid), EDT(1,2-ethanedithiol) 및 EDA(ethylenediamine) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 리간드일 수 있으며, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.For example, the second ligand may be an organic ligand including at least one of 3-mercaptopropionic acid (MPA), 1,2-ethanedithiol (EDT), and ethylenediamine (EDA), but is not limited to the material. .

또는 예를 들어, 상기 제2 리간드는 황 이온(S2-), 염소 이온(Cl-), 브롬 이온(Br-), 티오시안산 이온(SCN-), 아이오딘 이온(I-), 이황화물 이온(HS-), 텔루륨 이온(Te2-), 수산화 이온(OH-), 사불화붕산 이온(BF4 -) 및 육불화인산 이온(PF6 -) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기 리간드일 수 있으며, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.Or, for example, the second ligand is a sulfur ions (S 2-), chloride ion (Cl -), bromide ion (Br -), thiocyanate ion (SCN -), iodine ion (I -), disulfide cargo ion (HS -), tellurium ions (Te 2-), hydroxide ions (OH -), boric tetrafluoride ion (BF 4 -) and six hexafluorophosphate ion (PF 6 -) arms comprises at least one of It may be a ligand, but is not limited to the substance.

상기 치환 용매는 상기 제2 리간드를 분산시키는 용매로서, 상기 전도성 나노 입자를 둘러싸는 제1 리간드를 제2 리간드로 치환할 시 치환 속도를 결정하는 요소이다.The substitution solvent is a solvent for dispersing the second ligand, and is a factor that determines a substitution rate when the first ligand surrounding the conductive nanoparticles is substituted with a second ligand.

상기 치환 용매는 극성의 고저에 따라 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환되는 속도가 달라지는데, 상기 치환 용매가 극성이 높은 경우 제1 리간드가 제2 리간드로 치환되는 속도가 느려 상기 나노 입자 박막의 표면에 크랙과 결함이 발생하게 된다.In the substitutional solvent, the rate at which the first ligand is substituted with the second ligand varies depending on the polarity level.If the substitution solvent is highly polar, the rate at which the first ligand is substituted with the second ligand is slow, so the nanoparticle thin film Cracks and defects occur on the surface of the.

따라서, 상기 나노 입자 박막은 표면에 다수의 크랙과 결함을 포함하여 높은 저항도 및 높은 변형성을 가질 수 있으며, 이에 따라 높은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film may have high resistance and high deformability including a number of cracks and defects on the surface, and thus may have a high gauge factor.

상기 치환 용매의 극성이 낮은 경우 제1 리간드가 제2 리간드로 치환되는 속도가 빨라 상기 나노 입자 박막의 표면에 크랙 및 결함이 적을 수 있다.When the polarity of the substitution solvent is low, the first ligand is substituted with the second ligand at a high rate, so that the surface of the nanoparticle thin film may have fewer cracks and defects.

따라서, 상기 나노 입자 박막은 표면에 적은 크랙 및 결함을 포함하여 낮은 저항도 및 낮은 변형성을 가질 수 있으며, 이에 따라 낮은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film may have low resistance and low deformability, including few cracks and defects on the surface, and thus may have a low gauge factor.

즉, 상기 나노 입자 박막 제조 시 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 과정에서 사용되는 치환 용매의 종류에 따라 상기 나노 입자 박막의 표면에 크랙 및 결함 형성 정도를 조절함에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.That is, the resistance of the nanoparticle thin film by controlling the degree of formation of cracks and defects on the surface of the nanoparticle thin film according to the type of the substitution solvent used in the process of substituting the first ligand with the second ligand when preparing the nanoparticle thin film. Degrees and gauge factors can be adjusted.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 단순히 치환 용매의 종류를 선택함으로써 작업자(상기 나노 입자 박막을 제조하는 주체를 의미한다.)가 원하는 저항도 및 게이지 팩터를 가지는 나노 입자 박막을 용이하게 제조할 수 있다.Therefore, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, a nanoparticle having a resistance and a gauge factor desired by an operator (means a subject that manufactures the nanoparticle thin film) simply selects the type of the substituted solvent. A thin film can be easily manufactured.

이때, 상기 치환 용매의 종류에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 조절되는 원리는 후술할 도 3 및 도 4를 통해 설명하도록 한다.In this case, the principle of controlling the resistance and gauge factor of the nanoparticle thin film according to the type of the substituted solvent will be described with reference to FIGS. 3 and 4 to be described later.

실시예에 따라서, 상기 치환 용매는 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol) 및 이소프로판올(iso-propanol) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment, the substitution solvent may be at least one of methanol, ethanol, and iso-propanol.

단계 S120에서 상기 리간드 치환 용액에 의해 리간드 치환 공정이 일어나면서 상기 제2 나노입자층은 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환된 전도성 나노 입자를 포함할 수 있다.As the ligand substitution process occurs by the ligand substitution solution in step S120, the second nanoparticle layer may include conductive nanoparticles in which the first ligand is substituted with the second ligand.

단계 S130은 상기 기판 및 상기 제2 나노입자층을 세척 용매에 담지하여 상기 제2 나노입자층을 세척할 수 있다.Step S130 may wash the second nanoparticle layer by supporting the substrate and the second nanoparticle layer in a cleaning solvent.

이때, 단계 S130에서 상기 제2 나노입자층을 세척한다는 것은 상기 제2 나노입자층에 포함된 제2 리간드 중 일부를 제거한다는 것을 의미한다.In this case, washing the second nanoparticle layer in step S130 means removing some of the second ligands included in the second nanoparticle layer.

구체적으로, 상기 제2 나노입자층은 상기 제2 리간드로 치환된 전도성 나노 입자를 포함하는데, 상기 전도성 나노 입자의 표면에 상기 제2 리간드가 부분적으로 결합된 형상을 가질 수 있다.Specifically, the second nanoparticle layer includes conductive nanoparticles substituted with the second ligand, and may have a shape in which the second ligand is partially bonded to the surface of the conductive nanoparticle.

단계 S130은 상기 제2 나노입자층의 상기 제2 리간드가 부분적으로 결합된 전도성 나노 입자를 상기 세척 용매에 담지하여 전도성 나노 입자 표면에 결합된 제2 리간드의 일부를 제거할 수 있다.Step S130 may remove a part of the second ligand bound to the surface of the conductive nanoparticles by supporting the conductive nanoparticles partially bound to the second ligand of the second nanoparticle layer in the washing solvent.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막은 기판 및, 제2 리간드가 일부 제거된 제2 나노입자층을 포함할 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film may include a substrate and a second nanoparticle layer from which the second ligand is partially removed.

상기 세척 용매는 상기 제2 나노입자층에 포함된 제2 리간드 일부를 제거하는 용매로서, 상기 세척 용매에 따라 상기 전도성 나노 입자의 표면과 결합된 제2 리간드의 조성이 달라질 수 있다.The cleaning solvent is a solvent that removes a part of the second ligand included in the second nanoparticle layer, and the composition of the second ligand bound to the surface of the conductive nanoparticle may vary depending on the cleaning solvent.

상기 세척 용매는 극성의 고저에 따라 상기 전도성 나노 입자의 표면으로부터 떨어뜨리는 상기 제2 리간드의 양이 달라질 수 있다.The amount of the second ligand dropped from the surface of the conductive nanoparticles may vary according to the polarity of the washing solvent.

즉, 상기 세척 용매에 의해 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성이 변하면서, 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 달라질 수 있다.That is, while the composition of the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles is changed by the washing solvent, the resistance degree and the gauge factor of the nanoparticle thin film may be changed.

예를 들어, 상기 세척 용매가 극성이 높은 경우 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드를 잘 떨어뜨려 상기 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성이 낮아지게 된다.For example, when the cleaning solvent has a high polarity, the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles is well dropped, so that the composition of the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles decreases.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막은 전도성 나노 입자 표면의 낮은 제2 리간드 조성에 의해 낮은 저항도를 가지면서 낮은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film may have a low gauge factor while having a low resistance due to a low second ligand composition on the surface of the conductive nanoparticle.

상기 세척 용매의 극성이 낮은 경우 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드를 잘 떨어뜨리지 못하여 상기 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성이 높다.When the polarity of the cleaning solvent is low, the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles cannot be easily dropped, and the composition of the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles is high.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막은 전도성 나노 입자 표면의 높은 제2 리간드 조성에 의해 높은 저항도를 가지면서 높은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film may have a high gauge factor while having high resistance due to the high second ligand composition on the surface of the conductive nanoparticle.

즉, 상기 나노 입자 박막 제조 시 제2 리간드를 전도성 나노 입자 표면으로부터 떨어뜨리는 세척 용매의 종류에 따라 상기 나노 입자 박막 표면의 제2 리간드 조성이 달라져 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.That is, when preparing the nanoparticle thin film, the composition of the second ligand on the surface of the nanoparticle thin film varies according to the type of the cleaning solvent that separates the second ligand from the surface of the conductive nanoparticle, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film can be adjusted have.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 단순히 세척 용매의 종류를 선택함으로써 작업자가 원하는 저항도 및 게이지 팩터를 가지는 나노 입자 박막을 용이하게 제조할 수 있다.Accordingly, the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention can easily manufacture a nanoparticle thin film having a resistance degree and a gauge factor desired by an operator by simply selecting the type of the cleaning solvent.

이때, 상기 세척 용매의 종류에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 조절되는 원리는 후술할 도 5a 내지 도 5d를 통해 설명하도록 한다.In this case, the principle of controlling the resistance and gauge factor of the nanoparticle thin film according to the type of the cleaning solvent will be described with reference to FIGS. 5A to 5D to be described later.

실시예에 따라서, 상기 세척 용매는 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol) 및 이소프로판올(iso-propanol) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment, the washing solvent may be at least one of methanol, ethanol, and iso-propanol.

본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막은 리소그래피 시스템, 고진공 조건을 이용한 종래 기술과 달리 용액 공정으로 실온에서 나노 입자 박막을 용이하게 제조할 수 있으며, 단순히 치환 용매 및 세척 용매의 종류를 선택함으로써 작업자가 원하는 저항도 및 게이지 팩터를 가지는 나노 입자 박막을 제조할 수 있다.Unlike conventional techniques using a lithography system and high vacuum conditions, the nanoparticle thin film according to the embodiment of the present invention can be easily manufactured at room temperature by a solution process, and by simply selecting the type of the replacement solvent and the washing solvent, the operator It is possible to prepare a nanoparticle thin film having a desired resistance and a gauge factor.

본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 상기 치환 용매 및 세척 용매의 종류를 선택함으로써 작업자가 원하는 저항도 및 게이지 팩터를 동시에 가지는 나노 입자 박막을 제조할 수 있다.In the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, a nanoparticle thin film having a desired resistance and a gauge factor can be manufactured by an operator by selecting the type of the substitution solvent and the washing solvent.

이때, 상기 치환 용매 및 상기 세척 용매는 동일하거나 상이한 물질일 수 있다.In this case, the substitution solvent and the washing solvent may be the same or different materials.

실시예에 따라서, 상기 치환 용매 및 상기 세척 용매는 모두 메탄올일 수 있으며, 상기 치환 용매 및 상기 세척 용매는 모두 이소프로판올일 수 있다.Depending on the embodiment, both the substitution solvent and the washing solvent may be methanol, and both the substitution solvent and the washing solvent may be isopropanol.

실시예 따라서, 상기 치환 용매가 메탄올이고 상기 세척 용매는 이소프로판올일 경우 제조된 나노 입자 박막은 높은 저항도와 높은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Example Accordingly, when the substitution solvent is methanol and the washing solvent is isopropanol, the prepared nanoparticle thin film may have a high resistance and a high gauge factor.

즉, 상기 치환 용매가 메탄올이고 상기 세척 용매가 이소프로판올일 경우 제조된 나노 입자 박막의 표면에 크랙이 많고, 낮은 극성의 세척 용매에 의해 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성이 높아, 높은 저항도 및 높은 게이지 팩터를 가지며, 상기 나노 입자 박막은 활성층으로 이용이 가능하다.That is, when the replacement solvent is methanol and the washing solvent is isopropanol, there are many cracks on the surface of the prepared nanoparticle thin film, and the second ligand composition on the surface of the conductive nanoparticles is high due to the washing solvent of low polarity, and thus, high resistance and It has a high gauge factor, and the nanoparticle thin film can be used as an active layer.

실시예에 따라서, 상기 치환 용매가 이소프로판올이고 상기 세척 용매는 메탄올일 경우 제조된 나노 입자 박막은 낮은 저항도와 낮은 게이지 팩터를 가질 수 있다.According to an embodiment, when the substitution solvent is isopropanol and the washing solvent is methanol, the prepared nanoparticle thin film may have a low resistance and a low gauge factor.

즉, 상기 치환 용매가 이소프로판올이고 상기 세척 용매는 메탄올일 경우 제조된 나노 입자 박막의 저항이 낮고 저항 변화가 작기 때문에, 상기 나노 입자 박막은 전극으로 사용될 수 있다.That is, when the substituted solvent is isopropanol and the washing solvent is methanol, the resistance of the prepared nanoparticle thin film is low and the resistance change is small, and thus the nanoparticle thin film can be used as an electrode.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 치환 용매의 종류에 따라 낮거나 높은 저항도를 가지는 나노 입자 박막을 제조하여 나노 입자 박막의 전기적 특성을 조절할 수 있다.Accordingly, the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention can control the electrical properties of the nanoparticle thin film by preparing a nanoparticle thin film having a low or high resistivity according to the type of the substituted solvent.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조 과정 및 나노 입자 박막을 확대 도시한 모식도이다.2 is a schematic diagram showing an enlarged view of a nanoparticle thin film manufacturing process and a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저 PET 기판(110) 상면 일부를 캡톤 테이프(111)(kapton tape)로 덮은 후 제1 리간드로 둘러싸인 은 나노 입자를 포함하는 용액을 캡톤 테이프(111)로 덮인 PET 기판(110) 상에 스핀 코팅 방법으로 코팅하여 제1 나노입자층(120)을 형성하였다.Referring to FIG. 2, first, a part of the upper surface of the PET substrate 110 is covered with a Kapton tape 111, and then a solution containing silver nanoparticles surrounded by a first ligand is covered with a Kapton tape 111. The first nanoparticle layer 120 was formed by coating on 110) by a spin coating method.

이후, 치환 용매인 이소프로판올과, 제2 리간드인 TBAB(tetra n-butylammonium bromide)를 포함하는 리간드 치환 용액에 제1 나노입자층이 형성된 기판(110)을 담가 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하여 제2 나노입자층(미도시)을 형성한다.Thereafter, the substrate 110 on which the first nanoparticle layer is formed is immersed in a ligand substitution solution containing isopropanol as a substitution solvent and TBAB (tetra n-butylammonium bromide) as a second ligand, and the first ligand is substituted with the second ligand, 2 To form a nanoparticle layer (not shown).

이후, 제2 나노입자층이 형성된 기판(110)을 세척 용매인 메탄올로 2분 동안 세척하여 낮은 저항도 및 낮은 민감도를 가지는 나노 입자 박막(100)을 제조할 수 있다.Thereafter, the substrate 110 on which the second nanoparticle layer is formed may be washed with methanol, which is a washing solvent, for 2 minutes to prepare a nanoparticle thin film 100 having low resistance and low sensitivity.

실시예에 따라서, 나노 입자 박막(100)의 캡톤 테이프(111)를 제거한 후 리간드 치환 공정 및 세척 공정을 한 번 더 수행할 수 있다.According to the embodiment, after removing the Kapton tape 111 of the nanoparticle thin film 100, a ligand substitution process and a washing process may be performed once more.

나노 입자 박막(100)의 캡톤 테이프(111)를 제거함으로써, 나노 입자 박막은 제2 리간드가 제거된 제2 나노입자층이 형성된 제1 영역(101)과, 캡톤 테이프(111)가 제거되어 기판(110)이 노출된 제2 영역(102)으로 구분될 수 있다.By removing the Kapton tape 111 of the nanoparticle thin film 100, the nanoparticle thin film includes the first region 101 in which the second nanoparticle layer from which the second ligand is removed is formed, and the Kapton tape 111 is removed, and the substrate ( 110) may be divided into the exposed second area 102.

구체적으로, 나노 입자 박막(100)의 캡톤 테이프(111)를 제거한 후 제1 리간드로 둘러싸인 은 나노 입자를 포함하는 용액을 제1 영역(101) 및 제2 영역(102) 상에 다시 스핀 코팅하여 제1 나노입자층(220)을 형성한다.Specifically, after removing the Kapton tape 111 of the nanoparticle thin film 100, a solution containing silver nanoparticles surrounded by the first ligand was spin-coated on the first region 101 and the second region 102 again. The first nanoparticle layer 220 is formed.

이후, 치환 용매인 메탄올, 제2 리간드인 TBAB를 포함하는 리간드 치환 용액에 제1 나노입자층(220)이 형성된 기판(110)을 담지하여 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하여 제2 나노입자층(미도시)을 형성할 수 있다.Thereafter, by supporting the substrate 110 on which the first nanoparticle layer 220 is formed in a ligand substitution solution containing methanol as a substitution solvent and TBAB as a second ligand, the first ligand is substituted with the second ligand, and the second nanoparticle layer ( Not shown) can be formed.

이후, 제2 나노입자층이 형성된 기판(110)을 세척 용매인 이소프로판올에 10초 동안 담지하여 제2 리간드가 제거된 나노 입자 박막(200)을 제조할 수 있다. Thereafter, the substrate 110 on which the second nanoparticle layer is formed may be supported in isopropanol, which is a cleaning solvent, for 10 seconds to prepare a nanoparticle thin film 200 from which the second ligand has been removed.

실시예에 따라서, 나노 입자 박막(200)에 프리-스트레인(pre-strain)을 가하여 나노 입자 박막(200)의 표면에 크랙을 추가로 형성함으로써 나노 입자 박막의 민감도를 더욱 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, the sensitivity of the nanoparticle thin film may be further improved by applying a pre-strain to the nanoparticle thin film 200 to further form a crack on the surface of the nanoparticle thin film 200.

이에 따라, 나노 입자 박막은 치환 용매인 이소프로판올, 세척 용매인 메탄올을 이용하여 제조된 제1 영역(101)과, 치환 용매인 메탄올, 세척 용매인 이소프로판올을 이용하여 제조된 제2 영역(102)을 포함할 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film includes a first region 101 prepared using isopropanol as a substitution solvent and methanol as a washing solvent, and a second region 102 prepared using methanol as a substitution solvent and isopropanol as a washing solvent. Can include.

도 2에 도시된 확대 이미지를 참조하면, 제1 영역(101)은 극성이 높은 메탄올을 세척 용매로 사용하여 은 나노 입자 표면의 제2 리간드가 많이 제거되며, 제2 영역(102)은 극성이 낮은 이소프로판올을 사용하여 은 나노 입자 표면의 제2 리간드가 적게 제거될 수 있다.Referring to the enlarged image shown in FIG. 2, the first region 101 uses methanol having a high polarity as a washing solvent to remove a lot of the second ligand on the surface of the silver nanoparticles, and the second region 102 has a polarity. With the use of low isopropanol, less of the second ligand on the surface of the silver nanoparticles can be removed.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 캡톤 테이프(111)를 이용하여 나노 입자 박막을 제1 영역(101) 및 제2 영역(102)으로 구획하고, 제1 영역(101) 및 제2 영역(102) 각각이 서로 다른 저항도 및 게이지 팩터를 가지도록 나노 입자 박막(200)을 제조할 수 있다.Therefore, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, the nanoparticle thin film is divided into a first region 101 and a second region 102 using the Kapton tape 111, and the first region 101 ) And the second region 102 may each have different resistances and gauge factors, so that the nanoparticle thin film 200 may be manufactured.

예를 들어, 치환 용매인 이소프로판올, 세척 용매인 메탄올을 이용하여 제조된 제1 영역(101)은 전극으로 이용될 수 있으며, 치환 용매인 메탄올, 세척 용매는 이소프로판올을 이용하여 제조된 제2 영역(102)은 활성층으로 이용될 수 있어, 하나의 나노 입자 박막에 전극 및 활성층 역할을 하는 구성을 포함할 수 있다.For example, the first region 101 prepared using isopropanol as a substitution solvent and methanol as a washing solvent may be used as an electrode, and the second region 101 prepared using methanol as a substitution solvent and isopropanol as the washing solvent ( 102) may be used as an active layer, and may include a configuration that serves as an electrode and an active layer in one nanoparticle thin film.

본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 치환 용매의 종류뿐만 아니라, 상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.In the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, a resistance degree and a gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted according to a time for substituting the first ligand with the second ligand, as well as the type of the substitution solvent.

이때, 상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간이라 함은 상기 기판 및 상기 제1 나노입자층을 상기 리간드 치환 용액에 담지하는 시간을 의미한다.In this case, the time for substituting the first ligand with the second ligand means a time for supporting the substrate and the first nanoparticle layer in the ligand substitution solution.

상기 제1 리간드는 비전도성을 가지고 상기 제2 리간드는 전도성을 가지는데, 리간드 치환 시간이 증가함에 따라 제1 리간드가 제2 리간드로 치환되는 양이 증가하여 상기 나노 입자 박막의 전도성이 증가하게 된다.The first ligand has non-conductive properties and the second ligand has conductivity. As the ligand substitution time increases, the amount of substitution of the first ligand with the second ligand increases, thereby increasing the conductivity of the nanoparticle thin film. .

실시예에 따라서, 상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간은 10초 내지 120초일 수 있다.Depending on the embodiment, the time for substituting the first ligand with the second ligand may be 10 seconds to 120 seconds.

상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간이 10초 미만이면 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환될 시간이 부족하여 상기 나노 입자 박막의 전도성이 현저히 낮은 문제점이 있다.If the time for substituting the first ligand with the second ligand is less than 10 seconds, there is a problem in that the conductivity of the nanoparticle thin film is remarkably low because the time for substituting the first ligand with the second ligand is insufficient.

상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간이 120초면 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 모두 치환되어 있기 때문에 120초를 초과하여 리간드를 치환하는 것은 상기 나노 입자 박막의 저항도에 변화가 없어 무의미하다.If the time for substituting the first ligand with the second ligand is 120 seconds, since the first ligand is all substituted with the second ligand, substituting the ligand for more than 120 seconds will result in a change in the resistance of the nanoparticle thin film. There is no meaningless.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 3.1Ωcm로 조절될 수 있다.Accordingly, the resistance of the nanoparticle thin film may be adjusted to 6.37x10 -6 Ωcm to 3.1Ωcm.

상기 게이지 팩터는 나노 입자 박막의 저항도 변화를 통해 산출될 수 있다.The gauge factor may be calculated through a change in the resistance of the nanoparticle thin film.

게이지 팩터란 상기 나노 입자 박막의 민감도를 의미하는 것으로서, 아래의 수식으로 산출될 수 있다.The gauge factor refers to the sensitivity of the nanoparticle thin film, and can be calculated by the following equation.

[수식][Equation]

G=(△R/R0)/εG=(△R/R 0 )/ε

여기서, G는 나노 입자 박막의 게이지 팩터, △R은 나노 입자 박막의 저항 변화량, R0는 나노 입자 박막의 초기 저항, ε은 나노 입자 박막에 가한 스트레인 값을 의미한다.Here, G is the gauge factor of the nanoparticle thin film, ΔR is the amount of resistance change of the nanoparticle thin film, R 0 is the initial resistance of the nanoparticle thin film, and ε is the strain applied to the nanoparticle thin film.

즉, 상기 게이지 팩터는 나노 입자 박막이 스트레인 변화를 얼마나 잘 감지하는지를 알려주는 수치라고 할 수 있다. 따라서, 게이지 팩터 값이 클수록 나노 입자 박막이 민감하게 스트레인 변화를 감지한다는 것을 의미한다.That is, the gauge factor can be said to be a numerical value indicating how well the nanoparticle thin film detects strain change. Therefore, it means that the larger the gauge factor value, the more sensitive the nanoparticle thin film detects the strain change.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막의 게이지 팩터는 3.1 내지 400으로 조절될 수 있다.Accordingly, the gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted to 3.1 to 400.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 세척 용매의 종류에 따라 낮거나 높은 저항도 및 게이지 팩터를 가지는 나노 입자 박막을 제조하여 나노 입자 박막의 전기적, 기계적 특성을 조절할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention can control the electrical and mechanical properties of the nanoparticle thin film by preparing a nanoparticle thin film having a low or high resistance and a gauge factor according to the type of cleaning solvent. .

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 세척 용매의 종류뿐만 아니라 제2 리간드를 제거하는 시간에 따라 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.Specifically, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted according to not only the type of the cleaning solvent but also the time for removing the second ligand.

이때, 상기 제2 리간드를 제거하는 시간이라 함은 상기 기판 및 상기 제2 나노입자층을 세척 용매에 담지하는 시간을 의미한다.In this case, the time for removing the second ligand means a time for immersing the substrate and the second nanoparticle layer in a cleaning solvent.

상기 세척 용매는 리간드 치환 후 잔여하는 제1 리간드 및 치환되지 않고 남아있는 제2 리간드와 같은 불순물을 제거하는 역할을 할 뿐 아니라, 전도성 나노 입자 표면에 형성된 염을 제거하여 상기 나노 입자 박막의 전도성을 높일 수 있다.The washing solvent not only serves to remove impurities such as the first ligand remaining after ligand substitution and the second ligand remaining unsubstituted, but also removes salts formed on the surface of the conductive nanoparticles to improve the conductivity of the nanoparticle thin film. You can increase it.

따라서, 제2 리간드를 제거하는 시간이 증가할수록 상기 전도성 나노 입자 표면에 형성된 염의 제거량이 증가하여 상기 나노 입자 박막의 저항이 감소하게 된다.Accordingly, as the time for removing the second ligand increases, the amount of salt formed on the surface of the conductive nanoparticles increases, so that the resistance of the nanoparticle thin film decreases.

실시예에 따라서, 상기 제2 리간드를 제거하는 시간은 10초 내지 120초일 수 있다.Depending on the embodiment, the time to remove the second ligand may be 10 seconds to 120 seconds.

상기 제2 리간드를 제거하는 시간이 10초 미만이면 충분히 세척되지 않아 상기 전도성 나노 입자 표면에 형성된 염을 충분히 제거하지 못하고, 120초를 초과하면 상기 염 또는 불순물이 충분히 제거되어 더 이상 상기 나노 입자 박막의 저항이 변하지 않아 무의미하다.If the time to remove the second ligand is less than 10 seconds, the salt formed on the surface of the conductive nanoparticles cannot be sufficiently removed because it is not sufficiently washed, and if it exceeds 120 seconds, the salt or impurities are sufficiently removed and the nanoparticle thin film is no longer the nanoparticle thin film. It is meaningless because the resistance of the person does not change.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 3.1Ωcm로 조절될 수 있으며, 상기 나노 입자 박막의 게이지 팩터는 3.1 내지 400으로 조절될 수 있다.Accordingly, the resistance of the nanoparticle thin film may be adjusted to 6.37x10 -6 Ωcm to 3.1Ωcm, and the gauge factor of the nanoparticle thin film may be adjusted to 3.1 to 400.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 치환 용매 및 세척 용매의 종류뿐만 아니라, 상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간과 상기 제2 리간드를 제거하는 시간을 조절함으로써 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터를 조절할 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film according to the embodiment of the present invention is controlled by controlling not only the type of solvent and washing solvent for replacing the nanoparticle thin film, but also the time for substituting the first ligand with the second ligand and the time for removing the second ligand. The resistance and gauge factor can be adjusted.

이하, 상기 나노 입자 박막의 치환 용매의 종류에 따른 리간드 치환 원리를 도 3과 함께 설명하도록 한다.Hereinafter, the principle of ligand substitution according to the type of the substitution solvent of the nanoparticle thin film will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류에 대한 리간드 치환 과정을 도시한 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a ligand substitution process for a kind of a substituted solvent according to an embodiment of the present invention.

도 3은 제1 리간드(122)로 둘러싸인 은 나노 입자를 TBAB를 치환 용매로 포함하는 리간드 치환 용액에 담지하였을 때 리간드 치환 과정을 도시한 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a ligand substitution process when silver nanoparticles surrounded by the first ligand 122 are supported in a ligand substitution solution containing TBAB as a substitution solvent.

도 3을 참조하면, 기판(110) 및 제1 리간드(122)로 둘러싸인 전도성 나노 입자(121)를 포함하는 제1 나노입자층(120)을 리간드 치환 용액에 담지하였을 때 제1 리간드(122)가 제2 리간드인 브롬 이온(Br-)으로 치환되는 속도가 치환 용매가 메탄올일 경우보다 이소프로판올일 경우가 더 빠를 수 있다.Referring to FIG. 3, when the first nanoparticle layer 120 including the conductive nanoparticles 121 surrounded by the substrate 110 and the first ligand 122 is supported in the ligand substitution solution, the first ligand 122 The rate of substitution with bromine ion (Br ) as the second ligand may be faster in the case of isopropanol than in the case of methanol as the substitution solvent.

치환 용매가 이소프로판올일 경우 리간드 치환 속도가 빨라 서로 인접한 은 나노 입자끼리 빠르게 부착되어 크랙이 거의 없는 제2 나노입자층(미도시) 형성이 가능하다.When the substitution solvent is isopropanol, the ligand substitution speed is high, so that the silver nanoparticles adjacent to each other are rapidly attached to each other, thereby forming a second nanoparticle layer (not shown) with almost no cracks.

반면, 치환 용매가 메탄올일 경우 리간드 치환 속도가 느려 제1 리간드(122)에 의해 서로 인접한 은 나노 입자끼리 부착이 잘 되지 않아 전도성 나노 입자 사이에 빈 공간이 형성되어 표면에 크랙이 많은 제2 나노입자층이 형성될 수 있다.On the other hand, when the substitution solvent is methanol, the ligand substitution rate is slow, so that the silver nanoparticles adjacent to each other are not easily adhered by the first ligand 122, so that an empty space is formed between the conductive nanoparticles, and the second nanoparticles with many cracks on the surface. A particle layer can be formed.

따라서, 치환 용매의 극성 크기에 따라 리간드 치환 속도가 달라지기 때문에 최종적으로 제조되는 나노 입자 박막 표면에 형성되는 크랙 정도를 달리 할 수 있다.Accordingly, since the ligand substitution rate is changed according to the polarity of the substitution solvent, the degree of crack formed on the surface of the finally prepared nanoparticle thin film can be varied.

이하, 치환 용매의 종류에 따라 리간드 치환 속도가 달라지는 원리를 도 4와 함께 설명하도록 한다.Hereinafter, a principle in which the ligand substitution rate varies depending on the type of the substitution solvent will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리간드 치환 과정에서 치환 용매의 종류에 따른 제2 리간드 및 치환 용매 간의 결합 특성을 도시한 모식도이다.4 is a schematic diagram showing binding characteristics between a second ligand and a substituted solvent according to the type of the substitution solvent in the ligand substitution process according to an embodiment of the present invention.

도 4는 전도성 나노 입자로 은 나노 입자, 제2 리간드(123)로 TBAB를 사용하였을 때의 실시예에서 제2 리간드(123)인 브롬 이온(Br-)과 치환 용매의 결합 특성을 도시한 것이다. FIG. 4 shows the binding characteristics of bromine ions (Br − ), which are the second ligands 123, and the substitution solvent in the embodiment when silver nanoparticles are used as conductive nanoparticles and TBAB is used as the second ligand 123. .

또한, 도 4에 도시된 빨간 선의 굵기는 입자 간 결합 강도를 의미한다.In addition, the thickness of the red line shown in FIG. 4 means the bonding strength between particles.

도 4를 참조하면, 리간드 치환 속도는 치환 용매의 극성 및 치환 용매의 탄소 사슬 수에 의해 결정될 수 있다.Referring to FIG. 4, the ligand substitution rate may be determined by the polarity of the substitution solvent and the number of carbon chains in the substitution solvent.

TBAB가 치환 용매에 용해될 때 브롬 이온은 치환 용매의 양전하에 의해 둘러싸여 치환 용매 분자와 결합하게 된다.When TBAB is dissolved in the substitution solvent, the bromine ion is surrounded by the positive charge of the substitution solvent and binds to the substitution solvent molecule.

이에 따라, 극성이 0.762로 높은 메탄올을 치환 용매로 사용하는 경우에는 탄소 수가 적고 브롬 이온과 강한 결합력을 가지기 때문에 은 나노 입자를 둘러싸는 제1 리간드(122)가 제2 리간드(123)인 브롬 이온으로 잘 치환되지 않아 리간드 치환 속도가 낮다.Accordingly, when methanol having a high polarity of 0.762 is used as a substitution solvent, the first ligand 122 surrounding the silver nanoparticles is the bromine ion, which is the second ligand 123, because the number of carbons is small and has a strong binding force with the bromine ion. As it is not well substituted with, the ligand substitution rate is low.

그러나, 극성이 0.546으로 낮은 이소프로판올을 치환 용매로 사용하는 경우에는 탄소 수가 메탄올보다 많고 브롬 이온과 약한 결합력을 가지기 때문에 은 나노 입자를 둘러싸는 제1 리간드(122)가 제2 리간드(123)인 브롬 이온으로 잘 치환되어 리간드 치환 속도가 높을 수 있다.However, in the case of using isopropanol having a low polarity of 0.546 as the substitution solvent, the first ligand 122 surrounding the silver nanoparticles is bromine, which is the second ligand 123, because the number of carbons is greater than that of methanol and has weak binding strength with bromine ions. Since it is well substituted with ions, the ligand substitution rate may be high.

치환 용매가 에탄올일 경우 극성이 0.675로 메탄올보다 작고 이소프로판올보다 큰 극성을 가지기 때문에, 제1 리간드(122)가 제2 리간드(123)로 치환되는 리간드 치환 속도는 메탄올의 경우보다 작고 이소프로판올의 경우보다 클 수 있다.When the substitution solvent is ethanol, the polarity is 0.675, which is smaller than methanol and has a greater polarity than isopropanol, so the ligand substitution rate at which the first ligand 122 is substituted with the second ligand 123 is lower than that of methanol and is less than that of isopropanol. It can be big.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 치환 용매 종류에 따라 리간드 치환 속도가 달라, 나노 입자 박막의 표면에 형성되는 크랙 정도를 조절하여 저항도가 조절된 나노 입자 박막을 제조할 수 있다.Therefore, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, the ligand substitution rate is different depending on the type of the substitution solvent, and the degree of crack formed on the surface of the nanoparticle thin film is adjusted to prepare a nanoparticle thin film with controlled resistance. can do.

본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법에 따르면, 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따라 나노 입자 박막 표면에 형성되는 크랙 및 제2 리간드 조성이 조절되어, 저항도 및 게이지 팩터가 조절된 나노 입자 박막을 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the nanoparticle thin film according to the embodiment of the present invention, the crack formed on the surface of the nanoparticle thin film and the composition of the second ligand are adjusted according to the type of the substitution solvent and the washing solvent, and the resistance and the gauge factor are adjusted. Nanoparticle thin films can be prepared.

상기 나노 입자 박막은 제2 나노입자층 표면의 크랙과 전도성 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성에 따라 전하 이동 경로 개수가 조절되어, 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 달라질 수 있다.In the nanoparticle thin film, the number of charge transfer paths is adjusted according to cracks on the surface of the second nanoparticle layer and the composition of the second ligand on the surface of the conductive nanoparticles, so that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film may vary.

이하, 상기 나노 입자 박막의 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따른 전하 이동 특성을 도 5a 내지 도 5d와 함께 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the charge transfer characteristics according to the type of the replacement solvent and the washing solvent of the nanoparticle thin film will be described with reference to FIGS. 5A to 5D.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 전하 이동을 도시한 모식도이다.5A to 5D are schematic diagrams showing charge transfer of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

이때, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 빨간색 화살표는 전하의 이동 방향을 나타낸다.At this time, the red arrows shown in FIGS. 5A to 5D indicate the direction of movement of electric charges.

먼저 도 5a를 참조하면, 치환 용매가 메탄올일 경우 전도성 나노 입자의 리간드 치환 속도가 느려 나노 입자 박막(100) 표면에 크랙이 형성될 수 있다.First, referring to FIG. 5A, when the substitution solvent is methanol, the ligand substitution speed of the conductive nanoparticles is slow, so that cracks may be formed on the surface of the nanoparticle thin film 100.

따라서, 도 5a에 도시된 빨간색 화살표처럼 전하 이동 경로가 완전히 형성되지 않아 일정한 방향성 없이 전하가 이동될 수 있다.Therefore, as the red arrow shown in FIG. 5A, the charge transfer path is not completely formed, so that the charge can be transferred without a certain direction.

이에 따라, 상기 나노 입자 박막(100)은 높은 저항도를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film 100 may have high resistance.

치환 용매가 메탄올일 때 상기 나노 입자 박막(100)을 구부리는 경우, 크랙 부근에서 불완전하게 형성된 전하 이동 경로가 응력 집중 현상에 의해 쉽게 끊어지게 된다.When the nanoparticle thin film 100 is bent when the substitution solvent is methanol, the charge transfer path formed incompletely near the crack is easily cut off due to the stress concentration phenomenon.

따라서, 치환 용매가 메탄올일 때 상기 나노 입자 박막(100)을 구부리는 경우에는 전하 이동 경로의 수가 구부리기 전보다 감소하여 압력을 민감하게 감지할 수 있어 상대적으로 높은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Accordingly, when the nanoparticle thin film 100 is bent when the substitutional solvent is methanol, the number of charge transfer paths decreases compared to before bending, so that pressure can be sensitively sensed, and thus a relatively high gauge factor can be obtained.

도 5b를 참조하면, 치환 용매가 이소프로판올일 경우 전도성 나노 입자의 리간드 치환 속도가 빨라 전도성 나노 입자끼리 부착되어 나노 입자 박막(100) 표면에 크랙이 거의 형성되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 5B, when the substitution solvent is isopropanol, the ligand substitution speed of the conductive nanoparticles is high, so that the conductive nanoparticles are attached to each other, so that almost no cracks may be formed on the surface of the nanoparticle thin film 100.

따라서, 상기 나노 입자 박막(100)은 도 5b에 도시된 빨간색 화살표처럼 전하 이동 경로가 잘 형성되어 일정한 방향성을 가지면서 전하가 이동됨으로써 낮은 저항도를 가질 수 있다.Accordingly, the nanoparticle thin film 100 may have a low resistance as a charge transfer path is well formed as shown by the red arrow shown in FIG. 5B, and charges are transferred while having a certain direction.

치환 용매가 이소프로판올일 때 상기 나노 입자 박막(100)은 리간드 치환 속도가 빨라 서로 인접한 전도성 나노 입자끼리 부착되기 때문에 상기 나노 입자 박막(100)을 구부려도 전하 이동 경로에 거의 영향을 주지 않을 수 있다.When the substitutional solvent is isopropanol, the nanoparticle thin film 100 has a high ligand substitution rate, so conductive nanoparticles adjacent to each other are attached to each other, so even if the nanoparticle thin film 100 is bent, the charge transfer path may be hardly affected.

따라서, 치환 용매가 이소프로판올일 때 상기 나노 입자 박막(100)을 구부리기 전후에 상관없이 전하 이동 경로에 영향을 주지 않기 때문에 압력을 민감하게 감지하지 못하여 치환 용매가 메탄올일 때보다 상대적으로 낮은 게이지 팩터를 가질 수 있다.Therefore, when the replacement solvent is isopropanol, since it does not affect the charge transfer path regardless of before and after bending the nanoparticle thin film 100, pressure is not sensitively sensed, and a gauge factor that is relatively lower than when the replacement solvent is methanol is obtained. I can have it.

도 5c를 참조하면, 세척 용매가 메탄올일 경우 전도성 나노 입자(121) 표면에 소량의 제2 리간드(123)가 결합되어 있어 전도성이 우수하고 절연성이 낮다.Referring to FIG. 5C, when the washing solvent is methanol, a small amount of the second ligand 123 is bonded to the surface of the conductive nanoparticles 121, so that the conductivity is excellent and the insulation property is low.

따라서, 세척 용매가 메탄올일 경우 나노 입자 박막은 낮은 저항도를 가질 수 있다.Therefore, when the washing solvent is methanol, the nanoparticle thin film may have a low resistance.

또한, 세척 용매가 메탄올일 경우 나노 입자 박막은 소량의 제2 리간드(123)가 결합된 전도성 나노 입자(121)를 포함하여 나노 입자 박막을 구부릴 시 전하 이동 경로는 거의 영향을 받지 않아 압력을 민감하게 감지하지 못하여 낮은 게이지 팩터를 가질 수 있다.In addition, when the washing solvent is methanol, the nanoparticle thin film includes the conductive nanoparticle 121 to which a small amount of the second ligand 123 is bonded, and the charge transfer path is hardly affected when the nanoparticle thin film is bent, so the pressure is sensitive. It may not be detected properly and may have a low gauge factor.

이에 따라, 치환 용매가 이소프로판올이고 세척 용매가 메탄올일 경우, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법에 의해 제조된 나노 입자 박막은 리간드 치환 속도가 빨라 표면에 크랙이 거의 생성되지 아니하여 전도성 나노 입자(121)끼리 서로 밀집됨에 따라 전하 이동 경로가 잘 생성되므로 전도성이 우수하여 전극으로 이용될 수 있다.Accordingly, when the substitution solvent is isopropanol and the washing solvent is methanol, the nanoparticle thin film prepared by the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention has a high ligand substitution rate, so that almost no cracks are generated on the surface. As the conductive nanoparticles 121 are densely formed with each other, a charge transfer path is well generated, so that the conductive nanoparticles 121 are excellent in conductivity and can be used as electrodes.

상기 치환 용매는 이소프로판올인 경우가 메탄올인 경우보다 리간드 치환 속도가 빠르기 때문에, 전도성 나노 입자(121)끼리 서로 밀집되었다는 것은 상기 치환 용매가 메탄올인 경우보다 이소프로판올인 경우의 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 상대적으로 좁아진 것으로 이해할 수 있다.Since the substitutional solvent isopropanol has a faster ligand substitution rate than methanol, the fact that the conductive nanoparticles 121 are densely clustered with each other means the distance between the conductive nanoparticles 121 in the case of isopropanol than in the case of methanol as the substitutional solvent. It can be understood that is relatively narrowed.

상기 치환 용매가 극성이 낮은 이소프로판올일 경우 상기 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 8.03x10-6Ωcm로 낮은 저항도를 가짐으로써, 상기 나노 입자 박막은 전극으로 이용될 수 있다.When the substituted solvent is isopropanol having a low polarity, the nanoparticle thin film has a low resistance of 6.37x10 -6 Ωcm to 8.03x10 -6 Ωcm, so that the nanoparticle thin film can be used as an electrode.

도 5d를 참조하면, 세척 용매가 이소프로판올일 경우 전도성 나노 입자(121) 표면에 다량의 제2 리간드(123)가 결합하여 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 L만큼 확대되어 전하 수송이 일어날 수 있다.Referring to FIG. 5D, when the cleaning solvent is isopropanol, a large amount of the second ligand 123 is bonded to the surface of the conductive nanoparticles 121 and the distance between the conductive nanoparticles 121 is increased by L, so that charge transport may occur. .

이때, 나노 입자 박막을 구부리면 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 L에서 L+α 로 증가하여 전하 터널링이 어려워지게 되고, 이에 따라 나노 입자 박막은 높은 저항도를 가질 수 있게 된다.At this time, when the nanoparticle thin film is bent, the distance between the conductive nanoparticles 121 increases from L to L+α, making charge tunneling difficult, and thus the nanoparticle thin film can have high resistance.

또한, 세척 용매가 이소프로판올일 경우 다량의 제2 리간드(123)에 의해 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 L인 상태에서 나노 입자 박막을 구부리면 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 L+α로 증가하기 때문에, 나노 입자 박막은 압력을 쉽게 감지할 수 있어 높은 게이지 팩터를 가질 수 있다.In addition, when the cleaning solvent is isopropanol, when the nanoparticle thin film is bent while the distance between the conductive nanoparticles 121 is L by a large amount of the second ligand 123, the distance between the conductive nanoparticles 121 increases to L+α. Therefore, the nanoparticle thin film can easily detect pressure and have a high gauge factor.

이에 따라, 치환 용매가 메탄올이고 세척 용매가 이소프로판올일 경우, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법에 의해 제조된 나노 입자 박막은 리간드 치환 속도가 느려 전도성 나노 입자(121)가 서로 치밀하게 밀집되지 않아 표면에 크랙이 형성되고, 전도성 나노 입자 표면의 다량의 제2 리간드에 의해 전하 터널링이 어려워짐에 따라 활성층으로 이용될 수 있다.Accordingly, when the substitution solvent is methanol and the washing solvent is isopropanol, the nanoparticle thin film prepared by the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention has a slow ligand substitution rate, so that the conductive nanoparticles 121 are dense with each other. Since it is not densely concentrated, cracks are formed on the surface, and charge tunneling becomes difficult due to a large amount of second ligands on the surface of the conductive nanoparticles, so that it can be used as an active layer.

상기 치환 용매는 이소프로판올인 경우가 메탄올인 경우보다 리간드 치환 속도가 빠르기 때문에, 전도성 나노 입자(121)가 서로 치밀하게 밀집되지 않는다는 것은 상기 치환 용매가 이소프로판올인 경우보다 메탄올인 경우의 전도성 나노 입자(121) 간 거리가 상대적으로 먼 것으로 이해할 수 있다.Since the substitutional solvent isopropanol has a faster ligand substitution rate than methanol, the fact that the conductive nanoparticles 121 are not densely clustered with each other means that the conductive nanoparticles 121 in the case of methanol than in the case where the substitutional solvent is isopropanol. ), it can be understood that the distance between them is relatively long.

상기 치환 용매가 극성이 높은 메탄올일 경우 상기 나노 입자 박막의 저항도는 0.7Ωcm 내지 3.1Ωcm로 높은 저항도를 가짐으로써, 상기 나노 입자 박막은 활성층으로 이용될 수 있다.When the substitution solvent is methanol having a high polarity, the nanoparticle thin film has a high resistivity of 0.7Ωcm to 3.1Ωcm, so that the nanoparticle thin film may be used as an active layer.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 제조방법은 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따라 나노 입자 박막의 전기적 특성인 저항도와 기계적 특성인 게이지 팩터를 조절할 수 있다.Accordingly, in the method of manufacturing a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention, the electrical properties of the nanoparticle thin film can be adjusted according to the type of the substitution solvent and the washing solvent, and a gauge factor, which is a mechanical property.

이하, 본 발명의 나노 입자 박막의 제조방법의 실시예에 따라 나노 입자 박막을 제조하고, 나노 입자 박막의 특성 및 효과를 평가하였다.Hereinafter, a nanoparticle thin film was prepared according to an example of the method for producing a nanoparticle thin film of the present invention, and properties and effects of the nanoparticle thin film were evaluated.

이하, 실시예 및 특성 평가에서는 치환 용매(exchange solvent)가 A이고, 세척 용매(rinsing solvent)가 B인 경우 제조된 나노 입자 박막을 EARB로 표현하도록 한다.Hereinafter, in the examples and characteristic evaluation, when the exchange solvent is A and the rinsing solvent is B, the prepared nanoparticle thin film is expressed as E A R B.

시약reagent

질산은(99%, AgNO3) 분말 및 TBAI(98%, tetra n-butylammonium iodide)는 알파 에이사 사(Alfa Aesar Co., Inc.)에서 구입하였다.Silver nitrate (99%, AgNO 3 ) powder and TBAI (98%, tetra n-butylammonium iodide) were purchased from Alfa Aesar Co., Inc.

올레익산(90%), 올레일아민(70%), TBAC(97%, tetra n-butylammonium chloride), TBAB(99.0%), 3-머캅토프로필 트리메톡시실란(95%, (3-mercaptopropyl)methoxysilane), 메탄올(99.8%), 에탄올(99.5%) 및 이소프로판올 (99.5%)은 시그마-알드리치 사(Sigma-Aldrich)로부터 구입하였다.Oleic acid (90%), oleylamine (70%), TBAC (97%, tetra n-butylammonium chloride), TBAB (99.0%), 3-mercaptopropyl trimethoxysilane (95%, (3-mercaptopropyl) )methoxysilane), methanol (99.8%), ethanol (99.5%) and isopropanol (99.5%) were purchased from Sigma-Aldrich.

250㎛ 두께의 PET 필름은 SKC 필름 사로부터 구입하였으며, 유연 기판으로 사용하였다.A PET film having a thickness of 250 μm was purchased from SKC Film, and was used as a flexible substrate.

실시예Example

[실시예 1-1][Example 1-1]

1. 은 나노 입자 합성1.Synthesis of silver nanoparticles

질산은 1.7g, 올레익산 45mL 및 올레일아민 5mL를 3구 플라스크에 첨가하고 마그네틱 교반을 사용하여 혼합 용액을 제조하였다.1.7 g of silver nitrate, 45 mL of oleic acid, and 5 mL of oleylamine were added to a three-necked flask, and a mixed solution was prepared using magnetic stirring.

혼합 용액 내 수분 및 산소를 제거하기 위해, 혼합 용액을 70℃에서 1시간 30분 동안 탈기시켰다.In order to remove moisture and oxygen in the mixed solution, the mixed solution was degassed at 70° C. for 1 hour and 30 minutes.

탈기 후, 3구 플라스크의 온도를 1℃/min의 속도로 180℃까지 승온시킨 후 실온으로 냉각시켜 은 나노 입자(Ag NC)를 합성하였다.After degassing, the temperature of the three-necked flask was raised to 180°C at a rate of 1°C/min, and then cooled to room temperature to synthesize silver nanoparticles (Ag NC).

합성된 은 나노 입자를 톨루엔 및 에탄올을 사용하여 5000rpm에서 5분 동안 원심 분리하여 5회 세척하였다.The synthesized silver nanoparticles were washed 5 times by centrifuging for 5 minutes at 5000 rpm using toluene and ethanol.

침전된 은 나노 입자를 옥탄에 농도 200mg/mL로 분산시켜 제1 리간드로 둘러싸인 은 나노 입자를 포함하는 용액을 제조하였다.The precipitated silver nanoparticles were dispersed in octane at a concentration of 200mg/mL to prepare a solution containing silver nanoparticles surrounded by the first ligand.

2. 리간드 치환 용액 제조2. Preparation of Ligand Substitution Solution

리간드 교환 용액은 세척 용매인 메탄올에 제2 리간드인 TBAB를 30mM의 농도로 제조하였다.The ligand exchange solution was prepared by preparing TBAB as a second ligand in methanol as a washing solvent at a concentration of 30 mM.

3. 나노 입자 박막 제조3. Nanoparticle thin film fabrication

PET 기판(두께 250μm)을 아세톤, 이소프로판올 및 탈이온수에서 각각 5분 동안 순차적으로 초음파 처리하였다.PET substrates (thickness 250 μm) were sequentially sonicated in acetone, isopropanol, and deionized water for 5 minutes each.

그런 다음 PET 기판 표면에 하이드록시기(-OH)가 형성될 수 있도록 UV 오존으로 처리하였다.Then, it was treated with UV ozone so that a hydroxyl group (-OH) could be formed on the surface of the PET substrate.

이후, PET 기판을 톨루엔에 5 부피%로 첨가된 3-머캅토프로필 트리메톡시실란 용액에 담지하여 자기 조립 단층(self-assembled monolayer)을 형성하였다.Thereafter, the PET substrate was supported in a solution of 3-mercaptopropyl trimethoxysilane added to toluene in an amount of 5% by volume to form a self-assembled monolayer.

이후, PET 기판 상에 제조된 은 나노 입자를 1000rpm의 속도로 스핀 코팅하여 제1 나노입자층을 형성하였다.Thereafter, the silver nanoparticles prepared on the PET substrate were spin-coated at a speed of 1000 rpm to form a first nanoparticle layer.

이후, 제1 나노입자층이 형성된 PET 기판을 리간드 치환 용액에 담지하여 리간드가 치환된 제2 나노입자층을 형성하였다.Thereafter, the PET substrate on which the first nanoparticle layer was formed was supported on the ligand-substituted solution to form a second nanoparticle layer in which the ligand was substituted.

이후, 제2 나노입자층이 형성된 PET 기판을 세척 용매인 메탄올에 담지하여 제2 리간드가 일부 제거된 나노 입자 박막(EMRM)을 제조하였다.Thereafter, the PET substrate on which the second nanoparticle layer was formed was supported in methanol, which is a washing solvent, to prepare a nanoparticle thin film (E M R M ) from which the second ligand was partially removed.

[실시예 1-2][Example 1-2]

치환 용매가 에탄올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EERM)을 제조하였다.Except that the substitution solvent was ethanol, a nanoparticle thin film (E E R M ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1].

[실시예 1-3][Example 1-3]

치환 용매가 이소프로판올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EIRM)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E I R M ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1], except that the substitution solvent was isopropanol.

[실시예 2-1][Example 2-1]

세척 용매가 에탄올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EMRE)을 제조하였다.Except that the washing solvent was ethanol, a nanoparticle thin film (E M R E ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1].

[실시예 2-2][Example 2-2]

치환 용매가 에탄올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 2-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EERE)을 제조하였다.Except that the substitution solvent was ethanol, a nanoparticle thin film (E E R E ) was prepared in the same manner as in [Example 2-1].

[실시예 2-3][Example 2-3]

치환 용매가 이소프로판올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 2-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EIRE)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E I R E ) was prepared in the same manner as in [Example 2-1], except that the substitution solvent was isopropanol.

[실시예 3-1][Example 3-1]

세척 용매가 이소프로판올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EMRI)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E M R I ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1], except that the washing solvent was isopropanol.

[실시예 3-2][Example 3-2]

치환 용매가 에탄올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 3-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EERI)을 제조하였다.Except that the substitution solvent was ethanol, a nanoparticle thin film (E E R I ) was prepared in the same manner as in [Example 3-1].

[실시예 3-3][Example 3-3]

치환 용매가 이소프로판올인 것을 제외하면, 상기 [실시예 3-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EIRI)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E I R I ) was prepared in the same manner as in [Example 3-1], except that the substitution solvent was isopropanol.

[실시예 4-1][Example 4-1]

제1 리간드로 TBAC를 사용한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EMRM)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E M R M ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1], except that TBAC was used as the first ligand.

[실시예 4-2][Example 4-2]

치환 용매로 이소프로판올을 사용한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 4-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EIRM)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E I R M ) was prepared in the same manner as in [Example 4-1], except that isopropanol was used as the substitution solvent.

[실시예 5-1][Example 5-1]

제1 리간드로 TBAI를 사용한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EMRM)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E M R M ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1], except that TBAI was used as the first ligand.

[실시예 5-2][Example 5-2]

치환 용매로 이소프로판올을 사용한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 5-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EIRM)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E I R M ) was prepared in the same manner as in [Example 5-1], except that isopropanol was used as the substitution solvent.

[대조예][Control example]

제2 나노입자층이 형성된 PET 기판을 세척하지 않은 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1-1]과 동일한 방법으로 나노 입자 박막(EMRX)을 제조하였다. A nanoparticle thin film (E M R X ) was prepared in the same manner as in [Example 1-1], except that the PET substrate on which the second nanoparticle layer was formed was not washed.

상기 실시예 1-1 내지 실시예 5-2 및 대조예를 치환 용매 및 세척 용매의 종류별로 정리하면 아래의 표 1과 같다.The examples 1-1 to 5-2 and the control examples are summarized in Table 1 below according to the type of substitution solvent and washing solvent.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

특성 평가Property evaluation

1. 나노 입자 박막의 표면 관찰1. Observation of the surface of the nanoparticle thin film

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.6 is a scanning electron microscopy (SEM) image showing the surface of a nanoparticle thin film according to a type of a substitution solvent and a washing solvent according to an embodiment of the present invention.

상기 실시예 1-1 내지 실시예 3-3은 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따라 상이한 균일성 및 거칠기를 가지는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that Examples 1-1 to 3-3 have different uniformity and roughness depending on the type of the replacement solvent and the washing solvent.

먼저, 상기 실시예들의 치환 용매의 종류에 따른 표면 특성을 살펴보면 아래와 같다.First, looking at the surface characteristics according to the type of the substitution solvent of the above embodiments are as follows.

도 6의 (a)를 참조하면, 상기 실시예 1-1의 경우 평균 100μm2 당 3개 내지 4개의 큰 구멍이 있고 표면에 핀 홀이 많은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6A, in the case of Example 1-1, it can be seen that there are 3 to 4 large holes per 100 μm 2 on average, and there are many pin holes on the surface.

이때, 큰 구멍은 크기가 2μm를 초과하며, 핀 홀은 500nm보다 작은 크기의 구멍이었다.At this time, the size of the large hole exceeded 2 μm, and the pin hole was a hole having a size smaller than 500 nm.

도 6의 (b)를 참조하면, 상기 실시예 1-2의 경우 큰 구멍은 관찰되지 않았으며 핀 홀의 크기는 약 100nm 내지 200nm인 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6B, in the case of Example 1-2, a large hole was not observed, and it can be seen that the size of the pin hole is about 100 nm to 200 nm.

도 6의 (c)를 참조하면, 상기 실시예 1-3의 경우 큰 구멍과 핀 홀 모두 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6C, in the case of Example 1-3, it can be seen that neither the large hole nor the pin hole is observed.

세척 용매의 종류에 따른 상기 실시예들의 표면 특성을 살펴보면 아래와 같다.The surface characteristics of the above embodiments according to the type of cleaning solvent are as follows.

도 6의 (a), (d), 및 (g)를 참조하면, 상기 실시예 1-1, 실시예 2-1, 실시예 3-1의 경우 표면 상 큰 차이점이 관찰되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 6 (a), (d), and (g), in the case of Example 1-1, Example 2-1, and Example 3-1, it can be seen that no significant difference was observed on the surface. have.

도 6의 (b), (e), (h)를 참조하면, 상기 실시예 1-2, 실시예 2-2, 실시예 3-2의 경우에도 표면 상 큰 차이점이 관찰되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to (b), (e), and (h) of FIG. 6, it can be seen that no significant difference on the surface was observed even in Examples 1-2, 2-2, and 3-2. have.

도 6의 (c), (f), (i)를 참조하면, 상기 실시예 1-3, 실시예 2-3, 실시예 3-3의 경우에도 표면 상 큰 차이점이 관찰되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to (c), (f), and (i) of FIG. 6, it can be seen that no significant difference on the surface was observed even in Examples 1-3, 2-3, and 3-3. have.

따라서, 본 발명의 나노 입자 박막의 표면에 형성된 크랙과 같은 구조적 특성은 치환 용매의 유형에 의해 영향을 받았지만, 세척 용매의 유형의 영향은 거의 없는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that structural properties such as cracks formed on the surface of the nanoparticle thin film of the present invention were affected by the type of the substitution solvent, but the type of the washing solvent had little influence.

이하, 치환 용매의 종류에 따른 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3의 표면 거칠기를 확인하면 다음과 같다.Hereinafter, the surface roughness of Examples 1-1 to 1-3 according to the type of the substituted solvent is as follows.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 AFM(atomic force microscopy) 이미지이다.7 is an AFM (atomic force microscopy) image showing the surface of a nanoparticle thin film according to the type of a substituted solvent according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)를 참조하면, 상기 도 6의 표면 특성과 유사하게 상기 실시예 1-1의 경우 표면에 많은 구멍이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7A, similar to the surface characteristics of FIG. 6, in the case of Example 1-1, it can be seen that many holes were formed on the surface.

도 7의 (b)를 참조하면, 상기 실시예 1-2의 경우 상기 실시예 1-1보다 적은 구멍이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7B, in the case of Example 1-2, it can be seen that fewer holes were formed than in Example 1-1.

도 7의 (c)를 참조하면, 상기 실시예 1-3의 경우 은 나노 입자 간에 부착에 의해 많은 침전물이 형성되어 상기 실시예 1-1 및 실시예 1-2보다 거친 표면을 가진 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 7 (c), in the case of Example 1-3, it can be seen that a lot of precipitates were formed by adhesion between the silver nanoparticles, so that it has a rougher surface than that of Examples 1-1 and 1-2. have.

상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3의 제곱근 거칠기 값(Rq)은 각각 98±12nm, 118±14nm 및 108±11 nm로, 치환 용매의 극성이 낮을수록 나노 입자 박막의 표면에 크랙이 형성되지 않고 전도성 나노 입자 간 부착에 의해 표면 거칠기 값이 커지는 것을 확인할 수 있다.The square root roughness values (R q ) of Examples 1-1 to 1-3 are 98±12 nm, 118±14 nm, and 108±11 nm, respectively, and the lower the polarity of the substitution solvent, the more cracks on the surface of the nanoparticle thin film. It can be seen that the surface roughness value increases due to the adhesion between the conductive nanoparticles without formation.

이하, 제1 리간드의 종류에 따른 나노 입자 박막의 표면 특성을 확인하면 아래와 같다.Hereinafter, the surface characteristics of the nanoparticle thin film according to the type of the first ligand are as follows.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2 리간드가 TBAC 또는 TBAI일 경우 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM 이미지이다.8 is a SEM image showing the surface of a nanoparticle thin film according to the type of a substituted solvent when the second ligand according to an embodiment of the present invention is TBAC or TBAI.

도 8의 (a)를 참조하면, 상기 실시예 4-1의 경우에는 상기 실시예 1-1의 경우와 마찬가지로 나노 입자 박막 표면에 다수의 구멍 및 핀 홀이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8A, it can be seen that in the case of Example 4-1, a plurality of holes and pinholes were formed on the surface of the nanoparticle thin film as in the case of Example 1-1.

도 8의 (b)를 참조하면, 상기 실시예 4-2의 경우에는 상기 실시예 1-3의 경우와 마찬가지로 나노 입자 박막 표면에 큰 구멍이 거의 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8B, it can be seen that in the case of Example 4-2, as in the case of Example 1-3, large holes were hardly formed on the surface of the nanoparticle thin film.

도 8의 (c)를 참조하면, 상기 실시예 5-1의 경우에는 상기 실시예 1-1의 경우와 마찬가지로 나노 입자 박막 표면에 다수의 구멍 및 핀 홀이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8C, it can be seen that in the case of Example 5-1, as in the case of Example 1-1, a plurality of holes and pinholes were formed on the surface of the nanoparticle thin film.

도 8의 (d)를 참조하면, 상기 실시예 5-2의 경우에는 상기 실시예 1-3의 경우와 마찬가지로 나노 입자 박막 표면에 큰 구멍이 거의 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8D, it can be seen that in the case of Example 5-2, as in the case of Example 1-3, almost no large pores were formed on the surface of the nanoparticle thin film.

따라서, 제2 리간드가 TBAC 또는 TBAI인 경우에도 제2 리간드가 TBAB인 경우와 마찬가지로, 치환 용매의 극성이 낮을수록 리간드 치환 속도가 빨라 나노 입자 박막 표면에 크랙이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있다.Therefore, even when the second ligand is TBAC or TBAI, as in the case where the second ligand is TBAB, the lower the polarity of the substitution solvent, the faster the ligand substitution rate, so that cracks are not formed on the surface of the nanoparticle thin film.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 치환 용매의 종류 및 리간드 치환 시간에 따른 나노 입자 박막 표면을 도시한 SEM 이미지이다.9 is a SEM image showing the surface of the nanoparticle thin film according to the type of the substitution solvent and the ligand substitution time according to an embodiment of the present invention.

이때, 리간드 치환 시간이라 함은 제1 나노입자층이 형성된 기판을 리간드 치환 용액에 담지하기 시작한 시점부터 담지된 기판을 리간드 치환 용액에서 꺼낸 시점까지의 시간을 의미한다.In this case, the ligand substitution time refers to a time from the time when the substrate on which the first nanoparticle layer is formed is started to be supported in the ligand substitution solution to the time when the supported substrate is removed from the ligand substitution solution.

도 9를 참조하면, 상기 실시예 1-1(MeOH) 및 상기 실시예 1-3(IPA)의 경우 모두 리간드 치환 시간이 증가할수록 제1 리간드가 제2 리간드로 계속 치환됨에 따라 나노 입자 박막 표면에 구멍이 형성되는 것을 확인할 수 있다.9, in the case of Example 1-1 (MeOH) and Example 1-3 (IPA), as the ligand substitution time increased, the first ligand was continuously substituted with the second ligand, so that the surface of the nanoparticle thin film It can be seen that a hole is formed in the.

또한, 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 상기 실시예 1-1은 상기 실시예 1-3보다 극성이 높은 치환 용매를 사용하기 때문에 치환 속도가 상기 실시예 1-3보다 상대적으로 빨라 나노 입자 박막 표면에 큰 구멍이 형성되는 것을 확인할 수 있다.In addition, for the same ligand substitution time, since Example 1-1 uses a substitution solvent having a higher polarity than Example 1-3, the substitution rate is relatively faster than that of Example 1-3. It can be seen that a hole is formed.

따라서, 리간드 치환 시간에 따라 나노 입자 박막 표면의 크랙 크기 및 개수를 조절할 수 있으며, 치환 용매의 극성 정도에 따라 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 나노 입자 박막 표면의 크랙 크기 및 개수를 조절할 수 있는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that the size and number of cracks on the surface of the nanoparticle thin film can be adjusted according to the ligand substitution time, and the size and number of cracks on the surface of the nanoparticle thin film can be adjusted for the same ligand substitution time according to the polarity of the substitution solvent. have.

이하, 상기 실시예들의 리간드 치환 속도, 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 FT-IR 및 XRD를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, FT-IR and XRD of the nanoparticle thin film according to the ligand substitution rate, the substitution solvent, and the type of washing solvent of the above examples are as follows.

2. FT-IR 및 XRD 분석2. FT-IR and XRD analysis

도 10a는 본 발명의 실시예의 리간드 치환 시간에 따른 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)을 도시한 그래프이다.10A is a graph showing Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) according to ligand substitution time in an embodiment of the present invention.

도 10a를 참조하면, 상기 실시예 1-1에 대하여 합성된 Ag NC는 올레이트 리간드로 둘러싸여 있어, 리간드 치환 시간이 0초(M 0s), 2초(M 2s), 5초(M 5s), 10초(M 10s)일 때 약 2800-3000cm-1의 강한 C-H 신축 진동 밴드 피크를 가지는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 10a, the Ag NC synthesized for Example 1-1 is surrounded by an oleate ligand, the ligand substitution time is 0 seconds (M 0s), 2 seconds (M 2s), 5 seconds (M 5s) , It can be seen that a strong CH stretching vibration band peak of about 2800-3000cm -1 is observed at 10 seconds (M 10s).

리간드 치환 시간이 증가할수록 피크는 리간드 교환 시간에 따라 점차 사라지는 것을 확인할 수 있으며, 이는 기존에 은 나노 입자 표면에 결합된 제1 리간드인 올레이트 리간드가 Br- 이온의 무기 리간드(제2 리간드)로 점차 치환되는 것을 나타낸다.It can be seen that as the ligand substitution time increases, the peak gradually disappears according to the ligand exchange time, which means that the oleate ligand, which is the first ligand bound to the surface of the silver nanoparticle, becomes the inorganic ligand (the second ligand) of the Br-ion. It indicates that it is gradually replaced.

메탄올이 치환 용매로 사용되는 상기 실시예 1-1의 경우 리간드 치환 시간 20초 후에 대부분 제1 리간드가 거의 모두 제2 리간드로 치환되는 것을 확인할 수 있다.In the case of Example 1-1, in which methanol is used as a substitution solvent, it can be seen that almost all of the first ligand is substituted with the second ligand after 20 seconds of the ligand substitution time.

도 10b는 본 발명의 실시예의 치환 용매 종류 별 리간드 치환 시간에 따른 정규화 피크 강도를 도시한 그래프이다.10B is a graph showing the normalized peak intensity according to the ligand substitution time for each type of substitution solvent according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10b는 치환 용매의 종류에 따른 C-H 신축 진동 밴드에 대한 정규화 피크 강도를 도시한 것이다. 이때, 도 10b의 x축의 '시간'은 리간드 치환 시간을 의미한다.Figure 10b shows the normalized peak intensity for the C-H stretching vibration band according to the type of the substitution solvent. At this time, the'time' of the x-axis of FIG. 10B means the ligand substitution time.

도 10b를 참조하면, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3의 경우 모두 리간드 교환 시간(도 10b의 x축)이 증가함에 따라 정규화 피크 강도가 감소하여 제1 리간드가 제2 리간드로 치환되며, 리간드 치환 시간이 약 60초이면 정규화 피크 강도가 거의 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10B, in the case of Examples 1-1 to 1-3, the normalization peak intensity decreases as the ligand exchange time (x-axis in FIG. 10B) increases, so that the first ligand is substituted with the second ligand. It can be seen that when the ligand substitution time is about 60 seconds, the normalized peak intensity is hardly observed.

그러나, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3에서 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 상기 실시예 1-1의 경우 피크 강도가 강한 것으로 보아 상기 실시예 1-1의 리간드 치환 속도가 가장 느린 것을 확인할 수 있다.However, in the case of Example 1-1 with respect to the same ligand substitution time in Examples 1-1 to 1-3, it was found that the peak intensity was strong, so that the ligand substitution rate of Example 1-1 was the slowest. I can.

또한, 상기 실시예 1-2, 실시예 1-3 순으로 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 피크 강도가 강한 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 상기 실시예 1-2, 실시예 1-3 순으로 리간드 치환 속도가 느린 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the peak intensity is strong for the same ligand substitution time in the order of Example 1-2 and Example 1-3, and accordingly, the ligand substitution rate in the order of Example 1-2 and Example 1-3. You can see that is slow.

따라서, 본 발명의 나노 입자 박막의 제조방법에서 사용되는 치환 용매의 극성이 강할수록 리간드 치환 속도가 느린 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the stronger the polarity of the substitution solvent used in the method for producing a nanoparticle thin film of the present invention, the slower the ligand substitution rate.

도 11a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 XRD(X-ray diffraction) 패턴을 도시한 그래프이며, 도 11b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 XRD 패턴을 도시한 그래프이다.FIG. 11A is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) pattern according to the type of a substitution solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a graph showing an XRD pattern according to the type of a washing solvent in an embodiment of the present invention.

먼저 도 11a를 참조하면, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3은 모두 AgBr(200) 결정 평면에 의한 31.0° 및 Ag(111) 결정 평면에 의한 38.3°에서 피크를 나타낸 것을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 11A, it can be seen that all of Examples 1-1 to 1-3 exhibit peaks at 31.0° by the AgBr (200) crystal plane and 38.3° by the Ag (111) crystal plane. .

이는 리간드 교환 공정 동안 은 나노 입자 표면에 제2 리간드인 브롬 이온이 부착되어 AgBr이 형성되었음을 보여준다.This shows that the bromine ion, which is a second ligand, is attached to the surface of the silver nanoparticles during the ligand exchange process to form AgBr.

도 11b를 참조하면, 상기 대조예(EMRX), 상기 실시예 3-1(EMRI), 상기 실시예 2-1(EMRE), 상기 실시예 1-1(EMRM) 순으로 AgBr에 해당하는 피크가 큰 것을 확인할 수 있다.11B, the control example (E M R X ), the example 3-1 (E M R I ), the example 2-1 (E M R E ), the example 1-1 (E It can be seen that the peak corresponding to AgBr is large in the order of M R M ).

상기 AgBr 피크의 크기는 상기 실시예 1-1, 실시예 2-1, 실시예 3-1 및 대조예에 존재하는 AgBr의 상대적 양을 나타내는데, 세척하지 않은 상기 대조예의 AgBr이 가장 많은 것으로 보아 세척 용매가 AgBr을 제거하는 역할을 하는 것을 확인할 수 있다.The size of the AgBr peak indicates the relative amount of AgBr present in Example 1-1, Example 2-1, Example 3-1, and the control example. It can be seen that the solvent plays a role in removing AgBr.

또한, 세척 용매가 메탄올인 상기 실시예 1-1, 세척 용매가 에탄올인 실시예 2-1 및 세척 용매가 이소프로판올인 실시예 3-1에서 세척 용매의 극성이 증가할수록 AgBr 피크의 크기가 작은 것으로 보아, 극성이 큰 세척 용매를 사용하면 AgBr이 잘 제거된다는 것을 확인할 수 있다.In addition, in Example 1-1 where the washing solvent is methanol, Example 2-1 in which the washing solvent is ethanol, and Example 3-1 in which the washing solvent is isopropanol, the size of the AgBr peak decreased as the polarity of the washing solvent increased. It can be seen that AgBr is well removed when a washing solvent having a large polarity is used.

이하, 상기 실시예들의 전류-전압 곡선, 저항도와 같은 전기적 특성과 게이지 팩터와 같은 기계적 특성에 대해 관찰하면 다음과 같다.Hereinafter, electrical characteristics such as current-voltage curve and resistance and mechanical characteristics such as gauge factor of the above embodiments are as follows.

3. 전기적/기계적 특성 평가3. Electrical/mechanical property evaluation

상기 실시예 1-1 내지 실시예 3-3의 치환 용매 및 세척 용매의 종류에 따른 저항도를 요약하면 아래의 표 2와 같다.A summary of the resistance according to the type of the substituted solvent and the washing solvent of Examples 1-1 to 3-3 is shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2를 참조하면, 동일한 세척 용매 사용 시 교환 용매의 종류에 따른 실시예 1-1 내지 실시예 1-3의 저항도를 비교하면 상기 실시예 1-1의 경우 3.4Х10-5±6.7Х10-6Ωcm의 가장 높은 저항도를 보이며, 상기 실시예 1-3의 경우 7.2Х10-6±8.3Х10-7Ωcm의 가장 낮은 저항도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, when comparing the resistance of Examples 1-1 to 1-3 according to the type of exchange solvent when the same washing solvent is used, in the case of Example 1-1, 3.4Х10 -5 ±6.7Х10 It can be seen that the highest resistance of -6 Ωcm is shown, and in the case of Example 1-3, the lowest resistance of 7.2Х10 -6 ±8.3Х10 -7 Ωcm is shown.

동일한 치환 용매 사용 시 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 저항도를 비교하면, 교환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 저항도 경향과 반대 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다.When the resistance of the nanoparticle thin film according to the type of washing solvent is compared when the same solvent is used, it can be seen that the resistance of the nanoparticle thin film according to the type of the exchange solvent shows a tendency opposite to that of the nanoparticle thin film.

구체적으로, 상기 실시예 1-1의 경우 3.4Х10-5±6.7Х10-6Ωcm의 가장 낮은 저항도를 보이며, 상기 실시예 3-1의 경우 1.9±1.2Ωcm의 가장 높은 저항도를 가지는 것을 확인할 수 있다.Specifically, it was confirmed that Example 1-1 had the lowest resistance of 3.4 Х10 -5 ±6.7 Х10 -6 Ωcm, and Example 3-1 had the highest resistance of 1.9±1.2 Ωcm. I can.

따라서, 동일한 세척 용매 사용 시 치환 용매의 극성이 낮을 경우 리간드 치환 속도에 따른 크랙 형성에 의해 나노 입자 박막의 저항도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.Therefore, when the same washing solvent is used, when the polarity of the substitution solvent is low, it can be confirmed that the resistance of the nanoparticle thin film is decreased due to crack formation according to the ligand substitution rate.

또한, 동일한 치환 용매 사용 시 세척 용매의 극성이 낮을 경우 은 나노 입자 표면의 제2 리간드 조성이 높아져 나노 입자 박막의 저항도가 커지고, 이에 따라 게이지 팩터가 커지는 것을 확인할 수 있다.In addition, when the same substitution solvent is used, when the polarity of the washing solvent is low, the second ligand composition on the surface of the silver nanoparticles increases, so that the resistance of the nanoparticle thin film increases, and accordingly, the gauge factor increases.

도 12a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이며, 도 12b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 나노 입자 박막의 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이다.12A is a graph showing the current-voltage curve of the nanoparticle thin film according to the type of the substituted solvent of the embodiment of the present invention, and FIG. 12B is the current-voltage curve of the nanoparticle thin film according to the type of the cleaning solvent of the embodiment of the present invention. It is a graph showing.

먼저 도 12a를 참조하면, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3 중 상기 실시예 1-1의 경우 그래프의 기울기(저항의 역수, 1/R)가 가장 작은 것으로 보아 상기 실시예 1-1의 저항도가 가장 큰 것을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 12A, in the case of Example 1-1 of Examples 1-1 to 1-3, the slope of the graph (the reciprocal of resistance, 1/R) was considered to be the smallest, so that Example 1- It can be seen that the resistance of 1 is the largest.

또한, 상기 실시예 1-2 및 실시예 1-3 순으로 그래프 기울기 값이 증가하는 것으로 보아, 상기 실시예 1-2 및 실시예 1-3 순으로 저항도 값이 작아지는 것을 확인할 수 있다.In addition, as the graph slope value increases in the order of Examples 1-2 and 1-3, it can be seen that the resistance value decreases in the order of Examples 1-2 and 1-3.

도 12b를 참조하면, 상기 실시예 1-1, 실시예 2-1, 실시예 3-1 중 상기 실시예 1-1의 경우 동일한 전압일 때 전류 값이 가장 큰 것으로 보아 저항도가 가장 작은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 12B, in the case of Example 1-1 of Example 1-1, Example 2-1, and Example 3-1, when the same voltage was used, the current value was considered to be the largest, so that the resistance was the smallest. I can confirm.

또한, 상기 실시예 2-1 및 실시예 3-1 순으로 동일한 전압 시 전류 값이 큰 것으로 보아, 상기 실시예 2-1 및 실시예 3-1 순으로 저항도 값이 큰 것을 확인할 수 있다.In addition, since the current value at the same voltage in the order of Example 2-1 and Example 3-1 is considered to be large, it can be seen that the resistance value is large in the order of Example 2-1 and Example 3-1.

도 13a는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류에 따른 저항도 변화를 도시한 그래프이며, 도 13b는 본 발명의 실시예의 세척 용매의 종류에 따른 저항도 변화를 도시한 그래프이다.13A is a graph showing a change in resistance according to the type of a substituted solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a graph showing a change in resistance according to the type of a washing solvent in an embodiment of the present invention.

이때, 도 13a의 x축에 해당하는 시간은 리간드 치환 시간을 의미하며, 도 13b의 x축에 해당하는 시간은 세척 시간을 의미한다.At this time, the time corresponding to the x-axis of FIG. 13A means the ligand substitution time, and the time corresponding to the x-axis of FIG. 13B means the washing time.

이때, 세척 시간이라 함은 제2 나노입자층이 형성된 기판을 세척 용매에 담지하기 시작한 시점으로부터 세척 용매에서 세척된 기판을 꺼낸 시점까지의 시간을 의미한다.In this case, the cleaning time refers to a time from the time when the substrate on which the second nanoparticle layer is formed is started to be loaded in the cleaning solvent to the time when the substrate washed with the cleaning solvent is removed.

먼저 도 13a를 참조하면, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3 중 상기 실시예 1-1의 경우 초기 저항도 값이 가장 크며, 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 가장 큰 저항도 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.First of all, referring to FIG. 13A, in the case of Example 1-1 of Examples 1-1 to 1-3, the initial resistance value was the largest, and the resistance value was the largest for the same ligand substitution time. I can confirm.

또한, 상기 실시예 1-2 및 실시예 1-3 순으로 초기 저항도 값이 크며, 상기 실시예 1-3은 동일한 리간드 치환 시간에 대하여 가장 작은 저항도 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the initial resistance values are higher in the order of Examples 1-2 and 1-3, and Examples 1-3 have the smallest resistance values for the same ligand substitution time.

도 13b를 참조하면, 상기 실시예 1-1, 실시예 2-1, 실시예 3-1 중 상기 실시예 3-1의 경우 세척 시간이 증가함에 따라 저항도가 감소하는 속도가 가장 느린 것으로 보아 상기 실시예 3-1의 제2 리간드 제거 속도가 가장 느린 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 13B, it is considered that the rate at which the resistance decreases as the washing time increases in the case of Example 3-1 among Examples 1-1, 2-1, and 3-1 is the slowest. It can be seen that the second ligand removal rate of Example 3-1 is the slowest.

또한, 상기 실시예 2-1 및 실시예 1-1 순으로 세척 시간이 증가함에 따라 저항도가 감소하는 속도가 느리며, 상기 실시예 1-1의 저항도 감소 속도가 가장 빠른 것으로 보아 상기 실시예 1-1의 제2 리간드 제거 속도가 가장 빠른 것을 확인할 수 있다.In addition, as the washing time increases in the order of Example 2-1 and Example 1-1, the rate at which the resistance decreases is slow, and the rate of decrease in the resistance of Example 1-1 is considered to be the fastest. It can be seen that the removal rate of the second ligand of 1-1 is the fastest.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예의 치환 용매 종류 별 스트레인 인가 여부에 따른 전압 대비 전류를 도시한 그래프이며, 도 14c는 본 발명의 실시예의 치환 용매의 종류 별 벤딩 횟수에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.14A and 14B are graphs showing voltage versus current according to whether or not strain is applied for each type of substitution solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 14C is a graph showing a change in resistance according to the number of bendings for each type of substitution solvent in an embodiment of the present invention. It is a graph.

먼저 도 14a를 참조하면, 상기 실시예 1-1에서 동일 전압에 대하여 스트레인을 가하지 않은 경우(ε=0%)보다 스트레인을 가한 경우(ε=1.0%)의 전류 값이 더 작은 것을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 14A, it can be seen that the current value in the case of applying strain (ε=1.0%) is smaller than the case in which the strain is not applied to the same voltage (ε=0%) in Example 1-1. .

이에 따라, 상기 실시예 1-1에 스트레인을 가할 경우 저항도가 12.2% 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 스트레인을 가할 경우 게이지 팩터는 12.2이다.Accordingly, when strain is applied to Example 1-1, it can be seen that the resistance is increased by 12.2%, and accordingly, when strain is applied, the gauge factor is 12.2.

도 14b를 참조하면, 상기 실시예 1-3에서 동일 전압에 대하여 스트레인을 가하지 않은 경우(ε=0%)보다 스트레인을 가한 경우(ε=1.0%)의 전류 값이 미세하게 더 작은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14B, it can be seen that the current value when strain is applied (ε=1.0%) is slightly smaller than when strain is applied to the same voltage (ε=0%) in Example 1-3. have.

이에 따라, 상기 실시예 1-3에 스트레인을 가할 경우 저항도가 3.4% 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 스트레인을 가할 경우 게이지 팩터는 3.4이다.Accordingly, it can be seen that the resistance is increased by 3.4% when the strain is applied to Examples 1-3, and accordingly, when the strain is applied, the gauge factor is 3.4.

따라서, 치환 용매의 극성이 높을 경우 저항도가 크게 증가하여 높은 민감도를 보이는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that when the polarity of the substitution solvent is high, the resistance is greatly increased and thus high sensitivity is shown.

도 14c를 참조하면, 상기 실시예 1-1 내지 실시예 1-3에 대하여 나노 입자 박막의 변형 횟수(x축의 횟수)에 따라 저항 변화율(y축)이 일정하게 증가 및 감소를 반복하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14C, it is confirmed that the resistance change rate (y-axis) constantly increases and decreases according to the number of deformations (number of x-axis) of the nanoparticle thin film for Examples 1-1 to 1-3. I can.

이때, 상기 실시예 1-1의 게이지 팩터는 12.4±0.4, 상기 실시예 1-2의 게이지 팩터는 9.2±0.8, 상기 실시예 1-3의 게이지 팩터는 3.1 ± 0.4이다.At this time, the gauge factor of Example 1-1 was 12.4±0.4, the gauge factor of Example 1-2 was 9.2±0.8, and the gauge factor of Example 1-3 was 3.1±0.4.

따라서, 동일한 세척 용매 사용 시 치환 용매의 극성이 클수록 저항도가 증가하여 게이지 팩터가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, when the same washing solvent is used, it can be seen that the greater the polarity of the replacement solvent, the greater the resistance, and the gauge factor increases.

도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예의 세척 용매 종류 별 스트레인 인가 여부에 따른 전압 대비 전류를 도시한 그래프이며, 도 15c는 본 발명의 실시예의 세척 용매 종류 별 벤딩 횟수에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.15A and 15B are graphs showing current versus voltage according to whether or not strain is applied for each type of washing solvent in an embodiment of the present invention, and FIG. 15C is a graph showing a change in resistance according to the number of bending for each type of washing solvent in an embodiment of the present invention. It is a graph.

먼저 도 15a를 참조하면, 상기 실시예 1-1에서 동일 전압에 대하여 스트레인을 가하지 않은 경우(ε=0%)보다 스트레인을 가한 경우(ε=1.0%)의 전류 값이 더 작은 것을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 15A, it can be seen that the current value when strain is applied (ε=1.0%) is smaller than when strain is applied to the same voltage (ε=0%) in Example 1-1. .

이에 따라, 상기 실시예 1-1에 스트레인을 가할 경우 저항도가 12.2% 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 스트레인을 가할 경우 게이지 팩터는 12.2이다.Accordingly, when strain is applied to Example 1-1, it can be seen that the resistance is increased by 12.2%, and accordingly, when strain is applied, the gauge factor is 12.2.

도 15b를 참조하면, 상기 실시예 3-1에서 동일 전압에 대하여 스트레인을 가하지 않은 경우(ε=0%)보다 스트레인을 가한 경우(ε=1.0%)의 전류 값이 매우 작은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 15B, it can be seen that the current value in the case where the strain is applied (ε = 1.0%) is much smaller than the case in which the strain is not applied to the same voltage (ε = 0%) in Example 3-1.

이에 따라, 상기 실시예 3-1에 스트레인을 가할 경우 저항도가 77.2% 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 스트레인을 가할 경우 게이지 팩터는 77.2이다.Accordingly, when strain is applied to Example 3-1, it can be seen that the resistance is increased by 77.2%. Accordingly, when strain is applied, the gauge factor is 77.2.

따라서, 동일한 치환 용매에서 세척 용매의 극성이 낮을 경우 저항도가 크게 증가하여 높은 민감도를 보이는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that when the polarity of the washing solvent is low in the same substituted solvent, the resistance is greatly increased and thus high sensitivity is shown.

도 15c를 참조하면, 상기 실시예 1-1, 실시예 2-1, 실시예 3-1에 대하여 나노 입자 박막의 변형 횟수(x축의 횟수)에 따라 저항 변화율(y축)이 일정하게 증가 및 감소를 반복하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 15C, with respect to Example 1-1, Example 2-1, and Example 3-1, the rate of change of resistance (y-axis) was constantly increased according to the number of deformations (number of x-axis) of the nanoparticle thin film, and It can be seen that the decrease is repeated.

또한, 상기 실시예 3-1의 저항 변화율이 가장 크고 상기 실시예 1-1의 저항 변화율이 가장 작은 것으로 보아, 동일한 치환 용매 사용 시 세척 용매의 극성이 낮을수록 나노 입자 박막의 게이지 팩터가 증가하는 것을 확인할 수 있다.In addition, as the resistance change rate of Example 3-1 is the largest and the resistance change rate of Example 1-1 is the smallest, when the same substitution solvent is used, the lower the polarity of the washing solvent, the greater the gauge factor of the nanoparticle thin film. Can be confirmed.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 별 전류-전압 곡선을 도시한 그래프이다.16 is a graph showing a current-voltage curve for each strain of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 상기 실시예 1-3에 대하여 0.4%의 스트레인을 가하면 저항이 132.5% 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that when a strain of 0.4% is applied to Example 1-3, the resistance increases by 132.5%.

이에 따라 치환 용매의 극성이 낮고 세척 용매의 극성이 높으면 크랙이 많이 형성되고 은 나노 입자 표면에 붙은 제2 리간드 조성이 낮아지면서 저항도 및 게이지 팩터가 증가하여 나노 입자 박막이 변형을 매우 민감하게 감지할 수 있다.Accordingly, when the polarity of the replacement solvent is low and the polarity of the cleaning solvent is high, a large number of cracks are formed, and the second ligand composition attached to the silver nanoparticle surface decreases, and the resistance and gauge factor increase, so that the nanoparticle thin film detects deformation very sensitively. can do.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 인가 여부에 따른 히스테리시스(hysteresis)를 도시한 그래프이다.17 is a graph showing hysteresis according to whether or not strain is applied to a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 상기 실시예 1-3에 대하여 스트레인 인가 여부에 따라 무시할만한 히스테리시스를 가지는 것으로 보아, 본 발명의 나노 입자 박막은 안정적인 응답을 가지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17, it can be seen that the nanoparticle thin film of the present invention has a stable response as it has negligible hysteresis depending on whether or not strain is applied to Examples 1-3.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 스트레인 크기에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.18 is a graph showing a change in resistance according to a strain size of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 18을 참조하면, 상기 실시예 1-3에 대하여 인가된 스트레인이 증가함에 따라 저항 변화가 선형적으로 나타났으며, 이에 따라 본 발명의 나노 입자 박막에 스트레인을 가할수록 게이지 팩터가 증가하여 민감도가 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 18, as the applied strain increased in Examples 1-3, the resistance change appeared linearly, and accordingly, as the strain was applied to the nanoparticle thin film of the present invention, the gauge factor increased and thus the sensitivity. It can be seen that is improved.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막을 1000회 스트레인-릴리즈를 반복하였을 때 저항 변화를 도시한 그래프이다.19 is a graph showing a change in resistance when strain-release of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention is repeated 1000 times.

도 19를 참조하면, 상기 실시예 1-3에 대하여 1000회에 걸쳐 나노 입자 박막에 스트레인-릴리스를 반복하였을 때, 저항 변화율이 일정하게 증가 및 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 19, it can be seen that when the strain-release was repeated on the nanoparticle thin film 1000 times for Example 1-3, the resistance change rate was constantly increased and decreased.

이에 따라, 본 발명의 나노 입자 박막은 반복적인 벤딩에도 우수한 내구성 및 신뢰성을 가지는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that the nanoparticle thin film of the present invention has excellent durability and reliability even in repeated bending.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 손가락 움직임에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.20 is a graph showing a change in resistance according to a finger movement of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 손가락에 부착된 상기 실시예 1-3의 나노 입자 박막이 구부러지면 저항이 증가하고 손가락을 원래 상태로 되돌리면 저항이 다시 회복되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 20, it can be seen that resistance increases when the nanoparticle thin film of Examples 1-3 attached to the finger is bent, and resistance is restored again when the finger is returned to its original state.

이에 따라, 본 발명의 나노 입자 박막은 변형에 대하여 감도가 높은 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be confirmed that the nanoparticle thin film of the present invention has high sensitivity to deformation.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 나노 입자 박막의 음파에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.21 is a graph showing a change in resistance according to a sound wave of a nanoparticle thin film according to an embodiment of the present invention.

도 21은 블루투스 스피커와 리얼 드럼(Real Drum) 응용 프로그램에서 생성된 음파를 이용하여 상기 실시예 1-3의 나노 입자 박막의 음파 감지 능력을 평가한 것이다.21 is an evaluation of the sound wave sensing ability of the nanoparticle thin film of Example 1-3 using sound waves generated by a Bluetooth speaker and a real drum application program.

도 21을 참조하면, 상기 실시예 1-3에 대하여 진동음(Tom)이 가해지면 센서가 진동하여 저항 변화율(y축)이 변하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 21, it can be seen that when a vibration sound (Tom) is applied to Example 1-3, the sensor vibrates and the resistance change rate (y-axis) changes.

한 번의 충격으로 끝나는 소리가 적용되면(Kick) 상기 실시예 1-3의 나노 입자 박막이 위로 구부러져 압축 응력이 발생하면서 저항 변화율이 감소하는 것을 확인할 수 있다.When the sound ending with a single impact is applied (Kick), it can be seen that the nanoparticle thin film of Example 1-3 is bent upward to generate compressive stress, and the resistance change rate decreases.

이에 따라, 본 발명의 나노 입자 박막은 높은 감도뿐만이 아니라 빠른 응답 시간을 보여준 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that the nanoparticle thin film of the present invention exhibits a fast response time as well as high sensitivity.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations from these descriptions for those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. This is possible. Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by the claims to be described later as well as those equivalent to the claims.

100, 200: 나노 입자 박막
101: 제1 영역
102: 제2 영역
110: 기판
111: 캡톤 테이프
120, 220: 제1 나노입자층
121: 전도성 나노 입자
122: 제1 리간드
123: 제2 리간드
100, 200: nanoparticle thin film
101: first area
102: second area
110: substrate
111: Kapton tape
120, 220: first nanoparticle layer
121: conductive nanoparticles
122: first ligand
123: second ligand

Claims (14)

기판 상에 제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 포함하는 용액을 도포하여 제1 나노입자층을 형성하는 단계;
상기 기판 및 상기 제1 나노입자층을 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액에 담지하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환된 제2 나노입자층을 형성하는 단계;
상기 기판 및 상기 제2 나노입자층을 세척 용매에 담지하여 상기 제2 리간드가 제거된 나노 입자 박막을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
Forming a first nanoparticle layer by applying a solution containing conductive nanoparticles surrounded by a first ligand on a substrate;
Forming a second nanoparticle layer in which the first ligand is substituted with the second ligand by supporting the substrate and the first nanoparticle layer in a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent;
And preparing a nanoparticle thin film from which the second ligand has been removed by supporting the substrate and the second nanoparticle layer in a cleaning solvent.
제1항에 있어서,
상기 제1 리간드를 상기 제2 리간드로 치환하는 시간에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 조절되는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film are adjusted according to the time for substituting the first ligand with the second ligand.
제2항에 있어서,
상기 제1 리간드를 제2 리간드로 치환하는 시간은 10초 내지 120초인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 2,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the time for substituting the first ligand with the second ligand is 10 seconds to 120 seconds.
제1항에 있어서,
상기 제2 리간드를 제거하는 시간에 따라 상기 나노 입자 박막의 저항도 및 게이지 팩터가 조절되는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the resistance and the gauge factor of the nanoparticle thin film are adjusted according to the time to remove the second ligand.
제4항에 있어서,
상기 제2 리간드를 제거하는 시간은 10초 내지 120초인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 4,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the time for removing the second ligand is 10 seconds to 120 seconds.
제1항에 있어서,
상기 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 3.1Ωcm로 조절되는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the resistance of the nanoparticle thin film is adjusted to 6.37x10 -6 Ωcm to 3.1Ωcm.
제1항에 있어서,
상기 나노 입자 박막의 게이지 팩터는 3.1 내지 400으로 조절되는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the gauge factor of the nanoparticle thin film is adjusted to 3.1 to 400.
제1항에 있어서,
상기 치환 용매는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, wherein the substitution solvent is at least one of methanol, ethanol, and isopropanol.
제1항에 있어서,
상기 세척 용매는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The washing solvent is a method of manufacturing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that at least one of methanol, ethanol, and isopropanol.
제1항에 있어서,
상기 제1 리간드는 TOPO(trioctylphosphineoxide), 옥타데칸올(octadecanol), 올레익산(oleic acid) 및 올레일아민(oleylamine) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The first ligand is a nanoparticle with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that it contains at least one of trioctylphosphineoxide (TOPO), octadecanol, oleic acid, and oleylamine. Method of manufacturing a thin film.
제1항에 있어서,
상기 제2 리간드는 MPA(3-mercaptopropionic acid), EDT(1,2-ethanedithiol), EDA(ethylenediamine), 황 이온(S2-), 염소 이온(Cl-), 브롬 이온(Br-), 티오시안산 이온(SCN-), 아이오딘 이온(I-), 이황화물 이온(HS-), 텔루륨 이온(Te2-), 수산화 이온(OH-), 사불화붕산 이온(BF4 -) 및 육불화인산 이온(PF6 -) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The second ligand is MPA (3-mercaptopropionic acid), EDT (1,2-ethanedithiol), EDA (ethylenediamine), sulfur ion (S 2-), chloride ion (Cl -), bromide ion (Br -), thio cyanate ion (SCN -), iodine ion (I -), disulfide ion (HS -), tellurium ions (Te 2-), hydroxide ions (OH -), boric tetrafluoride ion (BF 4 -), and the method of at least any one of the nanoparticle thin film has mechanical and electrical properties control comprising the-six hexafluorophosphate ion (PF 6).
제1항에 있어서,
상기 전도성 나노 입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 철(Fe) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막의 제조방법.
The method of claim 1,
The conductive nanoparticles contain at least one of gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), and iron (Fe). Method for producing a nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that.
제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액을 이용하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환되고, 세척 용매를 이용하여 상기 제2 리간드가 제거된 전도성 나노 입자를 포함하는 나노 입자 박막에 있어서,
상기 치환 용매가 이소프로판올이고 상기 세척 용매가 메탄올이고,
상기 나노 입자 박막은 상기 전도성 나노 입자가 밀집되어 전극으로 이용되며,
상기 전극으로 이용되는 나노 입자 박막의 저항도는 6.37x10-6Ωcm 내지 8.03x10-6Ωcm인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막.
Conductivity in which the first ligand is substituted with the second ligand using a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent, and the second ligand is removed using a washing solvent. In the nanoparticle thin film comprising nanoparticles,
The substitution solvent is isopropanol and the washing solvent is methanol,
The nanoparticle thin film is used as an electrode because the conductive nanoparticles are densely concentrated,
The resistance of the nanoparticle thin film used as the electrode is 6.37x10 -6 Ωcm to 8.03x10 -6 Ωcm, characterized in that the mechanical and electrical properties are controlled nanoparticle thin film.
제1 리간드로 둘러싸인 전도성 나노 입자를 제2 리간드와 치환 용매를 포함하는 리간드 치환 용액을 이용하여 상기 제1 리간드가 상기 제2 리간드로 치환되고, 세척 용매를 이용하여 상기 제2 리간드가 제거된 전도성 나노 입자를 포함하는 나노 입자 박막에 있어서,
상기 치환 용매가 메탄올이고 상기 세척 용매가 이소프로판올이고,
상기 나노 입자 박막은 표면에 크랙을 포함하여 활성층으로 이용되며,
상기 활성층으로 이용되는 나노 입자 박막의 저항도는 0.7Ωcm 내지 3.1Ωcm인 것을 특징으로 하는 기계적 및 전기적 특성이 조절된 나노 입자 박막.
Conductivity in which the first ligand is substituted with the second ligand using a ligand substitution solution containing a second ligand and a substitution solvent, and the second ligand is removed using a washing solvent. In the nanoparticle thin film comprising nanoparticles,
The substitution solvent is methanol and the washing solvent is isopropanol,
The nanoparticle thin film is used as an active layer including cracks on the surface,
The nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties, characterized in that the resistance of the nanoparticle thin film used as the active layer is 0.7Ωcm to 3.1Ωcm.
KR1020190116981A 2019-09-23 2019-09-23 Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method KR102340399B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116981A KR102340399B1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116981A KR102340399B1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210034961A true KR20210034961A (en) 2021-03-31
KR102340399B1 KR102340399B1 (en) 2021-12-16

Family

ID=75237849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190116981A KR102340399B1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102340399B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220165076A (en) * 2021-06-07 2022-12-14 고려대학교 산학협력단 Method for controlling of properties and patterning of nanoparticles through ink lithography

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100927204B1 (en) 2007-11-23 2009-11-18 (주)아프로 알앤디 Method for preparing nano-porous silica airgel thin film
KR20100038069A (en) * 2008-10-02 2010-04-12 서울대학교산학협력단 Surface-modified conductive nanoparticles with removable ligands
KR20170117000A (en) 2013-12-03 2017-10-20 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 Highly sensitive sensor comprising cracked conductive thin film and process for preparing same
KR20180069535A (en) * 2016-12-15 2018-06-25 고려대학교 산학협력단 Silver nanocrystal electrode and fabriccating method the same
KR20180120992A (en) * 2017-04-28 2018-11-07 고려대학교 산학협력단 Strain gauge and method of manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100927204B1 (en) 2007-11-23 2009-11-18 (주)아프로 알앤디 Method for preparing nano-porous silica airgel thin film
KR20100038069A (en) * 2008-10-02 2010-04-12 서울대학교산학협력단 Surface-modified conductive nanoparticles with removable ligands
KR20170117000A (en) 2013-12-03 2017-10-20 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 Highly sensitive sensor comprising cracked conductive thin film and process for preparing same
KR20180069535A (en) * 2016-12-15 2018-06-25 고려대학교 산학협력단 Silver nanocrystal electrode and fabriccating method the same
KR20180120992A (en) * 2017-04-28 2018-11-07 고려대학교 산학협력단 Strain gauge and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220165076A (en) * 2021-06-07 2022-12-14 고려대학교 산학협력단 Method for controlling of properties and patterning of nanoparticles through ink lithography
US11701909B2 (en) 2021-06-07 2023-07-18 Korea University Research And Business Foundation Method of controlling properties of nanoparticles and patterning with nanoparticles by ink lithography

Also Published As

Publication number Publication date
KR102340399B1 (en) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107393979B (en) A kind of transparent electrode and its preparation method and application based on ultrathin metallic film
Kumaran et al. Enhanced electromagnetic interference shielding in a Au–MWCNT composite nanostructure dispersed PVDF thin films
KR101908825B1 (en) Transparent conductive electrodes comprising merged metal nanowires, their structure design, and method of making such structures
US10736250B1 (en) Transparent flexible silver nanowire-based conducting film and manufacturing method thereof
US20160258070A1 (en) Method for surface-modifying neural electrode
KR20170057160A (en) Silver nanowires, production methods thereof, conductors and electronic devices including the same
Chang et al. Highly foldable transparent conductive films composed of silver nanowire junctions prepared by chemical metal reduction
Choi et al. Ultra-bendable and durable Graphene–Urethane composite/silver nanowire film for flexible transparent electrodes and electromagnetic-interference shielding
Kim et al. Highly-robust, solution-processed flexible transparent electrodes with a junction-free electrospun nanofiber network
Ustad et al. Recent progress in energy, environment, and electronic applications of MXene nanomaterials
KR102340399B1 (en) Nanoparticle thin film with controlled mechanical and electrical properties and its manufacturing method
KR102094134B1 (en) Method for manufacturing strain sensor and manufacturing strain sensor through the same
Noh et al. Charge-assisted coating of silver nanowire transparent conductive layer and application to flexible heater
TW201823035A (en) Composites comprising layers of nanoobjects and coating, preferably clear coating
Park et al. Metallic fusion of nanocrystal thin films for flexible and high-performance electromagnetic interference shielding materials
KR102225811B1 (en) Highly sensitive strain sensor and manufacturing method by the same
KR102265670B1 (en) High sensitive temperature sensor and manufacturing method for the same
KR20190096197A (en) Fabricating method for silver nanocrystal electrode
KR101581664B1 (en) Transparent conducting films having metal nanowire coated with metal oxide and manufacturing method of the same
KR101726033B1 (en) Plasmonic metal-polymer film hybrid nanostructure which can reversibly modulate Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) signals of organic molecules according to external temperature
US20150060119A1 (en) Conductive structure and manufacturing method thereof
TW202130748A (en) Conductive film, dispersion, manufacturing methods for these, and device including conductive film
Gholami et al. Chemically-stable flexible transparent electrode: gold-electrodeposited on embedded silver nanowires
KR101006456B1 (en) Method for fabrication of conductive film using sputtering and conductive film
Gassab et al. Dielectric Study of Cost‐Effective, Eco‐Friendly PVA‐Glycerol Matrices with AgNW Electrodes for Transparent Flexible Humidity Sensors

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant