WO2014092298A1 - 금속 나노입자의 제조 방법 - Google Patents

금속 나노입자의 제조 방법 Download PDF

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    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Definitions

  • the present invention is to provide a metal nanoparticle production technology that is easy to scale up the synthesis method as a method of manufacturing metal nanoparticles.
  • the present invention is to provide a method that can control the particle size, oxidation degree and electrical properties of the metal nanoparticles by adjusting the conditions such as reaction concentration, reaction temperature, reaction time in the synthesis.
  • the present invention is to prepare a reaction solution by dissolving a metal precursor represented by the following formula as a precursor of the metal nanoparticles in a capping agent (catping agent), and then reacted for 1 to 4 hours at a reaction temperature of 250 to 350 °C Provided are methods for making nanoparticles:
  • the precursor is metal hexanoate, more preferably copper bis hexanoate (Copper (II) bis (2-ethylhexanoate)).
  • the reaction is carried out in an inert atmosphere or in a reducing atmosphere.
  • R is And R may be the same or different.
  • the metal of the core is copper, nickel, iron, cobalt, zinc, chromium or manganese, which is less expensive to manufacture than precious metal nanoparticles.
  • the precursor is metal hexanoate.
  • the precursor may be prepared in the form of nanoparticles by heating a reaction solution prepared by dissolving in a capping agent and then reacting for a predetermined time.
  • the reaction temperature or time Preferably, the reaction solution is heated to 250 to 350 ° C., and then the reaction proceeds at that temperature for 1 to 4 hours.
  • the reaction is carried out at a temperature of less than 250 ° C the particle size distribution of the particles produced is not uniform, while when the reaction at a high temperature exceeding 350 ° C aggregation of the particles (aggregation) occurs.
  • the reaction time is less than 1 hour, the formation of particles of the desired size and amount does not occur.
  • the long-term reaction of more than 4 hours causes the aggregation of particles.
  • the longer the reaction time tends to increase the overall size of the particle.
  • the diameter of the metal nanoparticles obtained through the process may be, for example, about 1 to about 100 nm, preferably about 1 to about 50 nm.
  • Metal nanoparticles were prepared in the same manner as in Example, except that the reaction was carried out with a reaction time of 3 hours.
  • Example 1 The particles prepared in Example 1 were each dissolved in anhydrous octane as a solvent to prepare 25 wt% of ink. This was spin-coated on a glass substrate (2 cm ⁇ 2 cm) for 20 seconds at 2000 rpm using a device of LAURELL company model: WS-650MZ-8NPP. The coated film was heat treated under vacuum at temperatures of 200 ° C., 250 ° C. and 300 ° C. for 2 minutes.
  • the particles prepared in Comparative Example 1 were prepared by the same method, followed by spin coating and heat treatment.
  • the heat treatment was performed under different atmospheres under vacuum and at an atmosphere of H 2 (5%) + Ar (95%) at temperatures of 200 ° C., 300 ° C. and 400 ° C., respectively.

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Abstract

본 발명은 금속 나노입자의 전구체로서 하기 식으로 표현되는 금속 전구체를 캡핑화제(capping agent)에 용해시켜 반응액을 제조한 후, 이를 250 내지 350 ℃의 반응 온도에서 1 내지 4 시간 동안 반응시킴으로써 금속 나노입자를 제조하는 방법에 관한 것이다: [식 1] M-Rm 상기 식에서 M은 Cu, Ni, Fe, Co, Zn, Cr 또는 Mn이고, m=1~5이고, 복수의 R은 동일 또는 상이할 수 있다. 본 발명은 전구체의 농도, 반응 온도 및 시간을 조절하는 것으로 생성되는 나노입자의 입도 및 형태를 제어할 수 있다. 또한 합성 과정에서 입자의 산화도 및 전기적 물성을 제어할 수 있다. 본 발명은 가격적으로 저렴한 금속의 나노입자를 대량 생산할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

금속 나노입자의 제조 방법
본 발명은 금속 나노입자를 대량으로 합성하는 방법에 관한 것이다.
투명 전도성 전극(TCEs; Transparent Conductive Electrodes)의 중요성은 터치 패널, 평판 디스플레이, 다른 광전자 소자 등의 응용을 위해 그 중요성이 날로 커져가고 있다. ITO는 유기 태양전지 등의 분야에서 현재 투명 전극으로 가장 폭넓게 사용되는 재료이지만 소성 재료라 깨지기 쉬우며 휨 변형 등에 취약하여 폴리머 기판 위에 코팅했을때 기판을 구부리면 막이 부서지는 단점이 있다. 그리고, 무엇보다 In의 희소성으로 인하여 가격이 점점 증가하고 있으며, 그 공급에 있어 문제점이 대두되고 있는 현실이다.
최근 이러한 ITO의 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 플렉서블 투명 전극이면서 ITO를 대체 할 수 있는 재료로 거론되고 있는 것들에, 전도성 폴리머 또는 나노 기술의 발달로 뛰어난 광전기적 특성을 갖게 된 탄소 나노 튜브, 그래핀, 금속 나노와이어 또는 금속 나노입자 등의 금속 나노구조가 있다.
금속 나노입자는 전도성 잉크의 형태로 제조되어 잉크젯 등의 공정에 의해 전극 제조에 이용된다. 이러한 금속 나노입자는 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 크롬, 망간 등의 입자를 포함할 수 있다. 이중에서 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 크롬, 망간 입자는 귀금속 나노 입자에 비하여 제조 비용이 저렴하지만, 산화 안정성이 낮다는 문제점이 있다.
특히 구리(Cu)는 저렴한 가격과 함께 우수한 전도성을 지니고 있다. 그러나 나노입자 상태에서는 표면이 쉽게 산화됨에 따라 전도성이 크게 저하되기 때문에 전도성 잉크로서의 사용이 어렵다. 또한 표면 산화를 방지하기 위해서 사용되는 산화방지제에 의해서도 전도성이 떨어질 수 있는 문제가 있다. 또한 현재 전도성 잉크의 나노입자로서 주로 사용되는 은(Ag)은 매우 고가이고 최근 가격이 급등함에 따라 비교적 저가이면서 높은 전기 전도성 확보가 가능한 대체 물질이 절실히 요구되고 있다.
한편 금속의 나노입자를 제조하는 공정에서는 입도를 제어하면서 균일한 크기로 입자를 제조하는 것이 관건이다. 또한 산업적인 이용을 위해서는 나노입자를 대량으로 생산할 수 있는 방법이 제시되어야 한다. 현재 나노입자의 대량 생산을 위해 주로 사용되는 방법은 Hot Injection 방식이다. 그러나, 이는 나노입자의 입도를 제어하기에는 용이하지만, 고농도의 반응이 어려우며, 합성 방법이 복잡하여 대량 생산에 이용하기에는 문제가 있다.
따라서 비교적 저가의 금속 재료를 이용하면서도 균일한 입도를 갖는 금속 나노입자를 대량으로 제조할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다. 또한 그것이 입자의 산화도 및 전기적 물성을 제어할 수 있는 것이라면 더욱 바람직하다.
본 발명은 금속 나노입자의 제조 방법으로서 합성법이 간단하여 scale up에 용이한 금속 나노입자 제조 기술을 제공하고자 한다.
본 발명은 합성시 반응 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 조건을 조절함으로써 금속 나노입자의 입도, 산화도 및 전기적 물성을 제어할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 가격적으로 저렴하고 우수한 전도도를 갖는 금속의 전극 개발에 이용될 수 있다.
본 발명은 금속 나노입자의 전구체로서 하기 식으로 표현되는 금속 전구체를 캡핑화제(capping agent)에 용해시켜 반응액을 제조한 후, 이를 250 내지 350 ℃의 반응 온도에서 1 내지 4 시간 동안 반응시킴으로써 금속 나노입자를 제조하는 방법을 제공한다:
[식 1]
M-Rm
상기 식에서 M은 Cu, Ni, Fe, Co, Zn, Cr 또는 Mn이고, m=1~5이고,
R은
Figure PCTKR2013007691-appb-I000001
이며, 복수의 R은 동일 또는 상이할 수 있다.
(여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 할로겐이며, n은 0 내지 23의 정수이다.)
바람직하게, 상기 전구체는 금속 헥사노에이트(metal hexanoate)이며, 더욱 바람직하게는 구리 bis 헥사노에이트(Copper(II) bis(2-ethylhexanoate))이다.
바람직하게, 상기 캡핑화제(capping agent)는 탄소수 4 내지 18의 알킬기를 갖는 아민이다.
바람직하게, 상기 아민은 부틸 아민(butylamine), 옥틸 아민(octylamine), 도데실 아민(dodecylamine) 또는 올레일 아민(Oleylamine) 이다.
바람직하게, 상기 반응액 내 전구체의 함량은 상기 캡핑화제 50 ml 당 30 내지 60 mmol이다.
바람직하게, 상기 반응은 비활성 분위기 또는 환원 분위기에서 수행된다.
본 발명은 코어의 금속 입자가 올레일 아민 리간드와 결합된 형태의 금속 나노입자를 제공한다.
바람직하게, 상기 코어 금속 입자는 구리이다.
본 발명에 의하면 용이한 방법으로 금속 나노입자의 입도를 조절하고 산화 안정성 및 전기적 물성을 제어할 수 있다. 특히 본 발명은 비교적 낮으나 가격적으로 저렴한 금속으로부터 대량으로 나노입자를 생산하는 데에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 반응기 및 그로부터 제조된 나노입자의 모식도이다.
도 2는 실시예 1 및 5에서 제조된 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 1 및 6에서 제조된 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 1 내지 4에서 제조된 입자에 대한 SEM 사진이다.
도 5 및 6은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 입자에 대한 XRD(X-ray diffraction) 데이터이다.
도 7 및 8은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 입자로부터 필름을 형성한 후 전기 저항을 측정한 결과이다.
본 발명은 금속 나노입자의 전구체를 캡핑화제(capping agent)와 혼합하여 반응액을 제조한 후 이를 승온하여 반응시키는 간단한 방법으로 금속 나노입자를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 금속의 전구체는 일 실시예로서 하기 식으로 표현되는 구조를 갖는 화합물이다:
[식 1]
M-Rm
상기 식에서 M은 Cu, Ni, Fe, Co, Zn, Cr 또는 Mn이고, m=1~5이고,
R은
Figure PCTKR2013007691-appb-I000002
이며, 복수의 R은 동일 또는 상이할 수 있다.
(여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 할로겐이며, n은 0 내지 23의 정수이다.)
본 발명에서 바람직하게 코어의 금속으로 사용하는 것은 귀금속 나노 입자에 비하여 제조 비용이 저렴한 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 크롬 또는 망간이다. 또한 바람직하게, 상기 전구체는 금속의 헥사노에이트(metal hexanoate)이다.
상기 금속의 전구체는 사용 용매에 대해 고 용해성이라는 특징을 갖는 물질이다. 따라서 합성을 위한 반응액의 제조가 용이하다. 본 발명에서는 상기 전구체를 용매이자 캡핑화제에 용해시켜 반응액을 제조한다. 즉 별도의 용매를 사용하지 않고 상기 전구체를 캡핑화제에 바로 용해시키는 것으로 반응액의 제조를 완성한다. 상기 캡핑화제는 전구체를 환원시켜 금속의 나노입자 형태로 만들며 형성된 나노입자 주위를 감싸 입자를 안정화시키는 역할을 한다. 또한 캡핑화제는 제조된 금속 나노입자의 산화를 막는 역할을 한다. 이를 위해 캡핑화제는 적당한 체인 길이를 갖는 것이 바람직하다. 따라서 금속의 전구체에 대해 적당한 캡핑화제를 찾는 것이 관건이다. 본 발명에서는 캡핑화제로 아민을 사용한다. 상기 아민은 탄소수 4 내지 18의 알킬기를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 바람직하게 캡핑화제로 부틸 아민(butylamine), 옥틸 아민(octylamine), 도데실 아민(dodecylamine), 올레일 아민(Oleylamine) 등을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 캡핑화제로 올레일 아민(Oleylamine)을 사용한다. 올레일 아민은 지방산(fatty acid)인 올레산(oleic acid)의 아민이며, 상대적으로 분자량이 크기 때문에 금속 나노입자와 결합하여 입자 표면에 층을 형성할 수 있다. 그 결과, 외부의 산소가 금속 나노 입자의 코어로 확산되는 것을 방지함으로써 금속 나노 입자의 산화 안정성을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 금속 나노 입자와 결합한 올레인 아민은 유기 용매 내에서 나노 입자의 분산을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 금속의 전구체는 캡핑화제에 대해 고 용해성을 가지므로 별도의 용매 없이 캡핑화제에 녹여 반응액을 제조하는 것은 물론 반응액 중의 전구체의 농도를 조절하여 목적으로 하는 적합한 입도의 나노입자를 제조할 수 있다. 전구체는 바람직하게 상기 캡핑화제 50 ml 당 30 내지 60 mmol 사용한다. 전구체를 30 mmol 미만으로 사용할 경우 입자가 굵고 성기며 균일성도 우수하지 못하다. 반면 60 mmol을 초과하여 사용할 경우 고농도의 전구체가 한꺼번에 반응에 참가하여 입자의 응집이 일어날 가능성이 있다. 따라서 전구체의 농도가 적절한 경우 입자의 크기를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 균일한 입도의 나노 입자를 제조할 수 있다.
상기 전구체는 나노입자의 획득에 있어 유리하다. 암모늄 리간드 염 등 기존의 전구체들을 사용할 때 입자의 응집(aggregation)이 발생하여 나노입자의 형태를 얻기가 곤란한 조건의 합성 방법에 있어서도 본 발명의 상기 전구체를 사용하면 응집이 일어나지 않고 입자의 형태가 유지되고 최종 생성물로서 나노입자가 수득되는 것이 확인된다.
상기 전구체는 캡핑화제에 용해시켜 제조된 반응액을 일정 온도로 승온시킨 후 일정 시간 동안 반응시키는 방법으로 나노입자의 형태로 제조할 수 있다. 또한 반응 온도 또는 시간을 조절함으로써 제조되는 나노입자의 입도 및 입도의 분포를 용이하게 조절할 수 있다. 바람직하게 반응액을 250 내지 350 ℃로 까지 승온시킨 후 그 온도에서 1 내지 4 시간 동안 반응을 진행시킨다. 250 ℃ 미만의 온도에서 반응을 진행할 경우 제조되는 입자의 입도 분포가 균일하지 못하고, 반면 350 ℃를 초과하는 고온에서 반응시킬 경우 입자의 뭉침 현상(aggregation)이 발생된다. 또한 1 시간 미만의 반응 시간에 의할 경우 바람직한 사이즈 및 양의 입자 생성이 일어나지 않고, 반대로 4 시간을 초과하는 장시간의 반응에 의하면 입자의 뭉침 현상이 일어난다. 또한 반응 시간이 길어질수록 전체적인 입자의 크기가 증가하는 경향이 있다.
한편 상기 반응 동안 반응기는 진공 분위기, 환원 분위기 또는 비활성 기체 분위기로 유지시키는 것이 바람직하다. 대기 분위기에서 합성을 진행할 경우 금속 나노입자가 산화된다. 따라서 반응 중 대기로부터 금속의 산화를 제어하고 나아가 금속의 환원을 돕기 위해 바람직하게 질소(N2) 퍼징을 유지한 상태에서 합성을 진행한다. 산화가 제어된 나노 입자는 전기적 물성이 향상되는 것이 확인된다.
또한 전구체와 캡핑화제를 혼합하여 반응액을 제조한 후 반응을 진행시키기 전에는 반응액 내의 수분을 제거하는 과정(degassing)을 수행하는 것이 바람직하다. 이것은 반응액에 대하여 진공 또는 질소와 같은 환원 분위기를 반복적으로 가해주는 것으로 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 금속의 헥사노에이트를 전구체로 사용하여 전구체의 농도, 반응 온도 및 시간을 조절하는 방법으로 나노입자의 분포 및 입도를 제어할 수 있다. 또한 본 발명은 고 용해성의 전구체를 캡핑화제에 녹인 반응액을 일정 반응 온도에서 일정 시간 동안 반응시키는 간단한 방법으로 금속 나노입자를 생산할 수 있기 때문에 금속 나노입자의 대량 생산을 위해 용이하게 scale-up 될 수 있다.
상기 공정을 통해 얻어진 금속 나노 입자의 직경은, 예를 들어 약 1 내지 약 100nm 일 수 있으며, 바람직하게는 약 1 내지 약 50 nm 일 수 있다.
일 실시예로서 도 1에서와 같이 본 발명에서 제조된 나노입자는 캡핑화제로 사용된 올레일 아민이 코어의 금속 입자를 둘러싸고 있는 구조가 된다. 이에 따라 금속 입자의 형태 및 산화 안정성이 개선된다. 그러므로 본 발명의 방법은 구리와 같이 산화되기 쉬운 금속으로부터 나노입자를 제조하는 경우 유리하게 적용될 수 있다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 그러나 이것은 발명의 이해를 돕기 위한 것이므로 본 발명에 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
실시예 1
도 1에 도시된 바와 같은 3-neck 둥근 플라스크의 반응기에 구리(II) bis (2-에틸헥사노에이트)(Copper(II) bis(2-ethylhexanoate)) 13.998 g을 계량하여 넣고, 플라스틱 시린지를 이용하여 올레일 아민(Oleylamine, OLA) 50 ml를 투입했다. 이 반응기에 스터링 바를 넣고 반응기와 3 neck 커버에 그리스를 발라 클램프로 연결하고 중간의 neck에 컨덴서를 연결하였다. 컨덴서 상부는 진공 라인(vacuum line)과 연결되어 있으며 연결 부위마다 그리스를 발라 leak를 방지하였다.
반응기를 핫 플레이트에 장착하고 150 ℃에서 500 rpm 으로 교반하여 반응물을 용해시켰다. 이때 반응액은 진한 청색이었다.
다음으로 반응액으로부터 수분을 제거하기 위하여 상기 온도에서(핫 플레이트 상(150 ℃)에서) 30 분 동안 반응기 내부로 진공 및 질소 가스를 반복적으로 가했다.
반응 전에 예열시켜 놓았던 히팅 맨틀(heating mantle)로 반응기를 옮겨 승온을 시작하였다. 이때 반응기를 옮기는 과정에서 호일 등으로 반응기를 감싸주어 열방출을 최대한 막아주었다. 질소 분위기 하에서 천천히 저어주면서(500 rpm) 20 분에 걸쳐 250 ℃까지 승온 시켰다. 그런 다음 질소 퍼징을 유지하면서 반응액의 내부 온도 250 ℃에서 1 시간 동안 반응을 진행시켰다. 반응은 250 ℃에 도달 시점으로부터 1 시간 동안 진행되도록 하였다.
반응이 진행됨에 따라 가스가 발생하는데 이때 발생하는 가스는 시린지를 사용하여 제거했다. 1 시간 후 반응을 종료하고 자연 냉각시켰다. 반응의 종료에 따라 반응액은 진한 갈색으로 변하였다.
반응 종료 후 반응액에 직접 헥산(Hexane) 10 ml를 투입하여 희석시키고 10 분 동안 교반하였다. 원심분리용 튜브(40ml 용량)에 상기 희석된 반응액 10 ml, 헥산 5 ml, 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol, IPA) 20 ml를 넣고 vortex로 충분히 혼합시켜 주었다. 10000 rpm/5분 간 원심분리하여 생성물 입자를 수득하였다.
실시예 2
반응시간을 2 시간으로 하여 반응을 진행시키는 것을 제외하고 실시예와 동일한 방법으로 금속 나노입자를 제조하였다.
실시예 3
반응시간을 3 시간으로 하여 반응을 진행시키는 것을 제외하고 실시예와 동일한 방법으로 금속 나노입자를 제조하였다.
실시예 4
반응시간을 4 시간으로 하여 반응을 진행시키는 것을 제외하고 실시예와 동일한 방법으로 금속 나노입자를 제조하였다.
실시예 5
구리(II) bis (2-에틸헥사노에이트)(Copper(II) bis(2-ethylhexanoate))를 10.498 g 로 사용하는 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 나노입자를 제조하였다.
실시예 6
반응 온도를 300 ℃로 하여 반응을 진행시키는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 나노입자를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 반응 중 질소 퍼징을 하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 합성법을 진행하였다.
평가
1. 입자의 균일성 및 크기 조절 수단의 확인
실시예 1 내지 6에서 제조된 입자에 대해 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope(SEM) 촬영을 하였다. 결과를 도 2 내지 4에 걸쳐 각각 나타내었다.
도 2(실시예 1 및 5)에서 전구체의 농도에 따라 입자의 크기가 달라졌다. 농도가 커질수록 조밀하고 비교적 작은 입자가 얻어졌다.
도 3(실시예 1 및 6)에서 반응 온도에 따라 입자의 크기 및 형태가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 반응 온도가 높아짐에 따라 입자 형태에서의 다소간의 변화가 발견되었다.
도 4(실시예 1 내지 4)에서 반응 시간에 따라 입자의 크기가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 반응 시간 1 시간 내지 4 시간 까지 비교적 안정된 입자의 형태 및 크기가 유지되었다.
상기 결과로부터 전구체의 농도, 반응 온도 및 반응 시간을 조절하여 생성되는 나노입자의 크기 및 형태를 조절할 수 있음이 확인된다.
2. 합성 중 질소 퍼징의 역할 확인
(1) XRD
실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 입자에 대해 XRD 촬영을 하였다. 결과를 도 5 및 6에 나타내었다. 결과를 보면 합성 중 질소 퍼징을 하지 않은 즉, 산화 미 제어된 상태에서 제조된 비교예 1의 입자에서는 부분적으로 산화구리(CuO 및 Cu2O)의 피크가 발견되었다. 그러나 실시예 1의 입자에서는 그러한 피크가 발견되지 않았다. 즉 깨끗한 Cu 피크만 발견되어 반응 중 질소 퍼징으로 산화가 제어된 상태에서 제조된 경우 구리의 산화가 방지되었음을 확인할 수 있다.
(2) 전기 전도성 측정
실시예 1에서 제조된 입자를 각각 용매로서 무수 옥탄(Anhydrous octane)에 용해시켜 25wt%의 잉크를 제조하였다. 이것을 유리 기판(2cmⅩ2cm) 상에 LAURELL사 model: WS-650MZ-8NPP 의 장치를 사용하여 2000 rpm로 20 초간 스핀 코팅하였다. 코팅된 필름을 진공하에서 200 ℃, 250 ℃ 및 300 ℃의 온도에서 2 분 동안 열처리 하였다.
비교예 1에서 제조된 입자에 대해서도 동일한 방법으로 잉크를 제조한 후 스핀 코팅 및 열처리를 하였다. 상기 열처리는 200 ℃, 300 ℃ 및 400 ℃의 온도에서 진공 하 및 H2(5%)+Ar(95%)의 분위기로 분위기를 달리하여 각각 수행하였다.
상기 제조된 필름들에 대해 전기 저항을 측정하였다(BEGA (사) RS8-1G 모델의 4-point probe 방법 사용). 측정 결과를 도 7 및 8에 각각 나타내었다.
열처리 온도가 올라갈수록 저항이 감소하는 것이 실시예 1 및 비교예 1의 입자로부터 제조된 필름에서 모두 확인된다. 또한 도 8에서 진공에서의 열처리 보다는 H2(5%)+Ar(95%)의 분위기에서의 열처리가 저항을 더욱 감소시키는 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 1 입자로부터 제조된 필름의 경우 비교예 1에 비해 낮은 온도(300 ℃)에서 및 진공하에서 열처리 하였음에도 불구하고 훨씬 낮은 저항을 보였다. 합성 중 산화를 제어하는 것이 최종 수득되는 입자의 전기 전도성 향상에 많은 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 식으로 표현되는 금속 전구체를 250 내지 350 ℃의 반응 온도에서 1 내지 4 시간 동안 캡핑화제(capping agent)와 반응시키는 단계를 포함하는 금속 나노입자의 제조방법:
    [식 1]
    M-Rm
    상기 식에서 M은 Cu, Ni, Fe, Co, Zn, Cr 및 Mn 중 선택된 1종 이상이고, m=1~5이고,
    R은
    Figure PCTKR2013007691-appb-I000003
    이며, 복수의 R은 동일 또는 상이할 수 있다(여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 및 할로겐 중 선택된 1종 이상이며, n은 0 내지 23의 정수이다).
  2. 제 1 항에서,
    상기 캡핑화제(capping agent)는 탄소수 4 내지 18의 알킬기를 갖는 아민인것을 특징으로 하는 금속 나노입자의 제조방법.
  3. 제 2 항에서,
    상기 아민은 부틸 아민(butylamine), 옥틸 아민(octylamine), 도데실 아민(dodecylamine) 및 올레일 아민(Oleylamine)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 금속 나노입자의 제조방법.
  4. 제 1 항에서,
    상기 반응액 내 전구체의 함량은 상기 캡핑화제 50 ml 당 30 내지 60 mmol 인 것을 특징으로 하는 금속 나노입자의 제조방법.
  5. 제 1 항에서,
    상기 전구체는 구리(II) bis (2-에틸헥사노에이트) (Copper(II) bis(2-ethylhexanoate))인 것을 특징으로 하는 금속 나노입자의 제조방법.
  6. 제 1 항에서,
    상기 반응은 비활성 분위기 또는 환원 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 나노입자의 제조방법.
  7. 코어의 금속 입자가 올레일 아민 리간드와 결합된 형태인 것을 특징으로 하는 금속 나노입자.
  8. 제 7 항에서,
    상기 코어 금속 입자는 구리인 것을 특징으로 하는 금속 나노입자.
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