WO2018208019A1 - Chaotic nanowire - Google Patents

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WO2018208019A1
WO2018208019A1 PCT/KR2018/004220 KR2018004220W WO2018208019A1 WO 2018208019 A1 WO2018208019 A1 WO 2018208019A1 KR 2018004220 W KR2018004220 W KR 2018004220W WO 2018208019 A1 WO2018208019 A1 WO 2018208019A1
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chaotic
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wire
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PCT/KR2018/004220
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Inventor
김칠민
김지환
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재단법인대구경북과학기술원
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    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Abstract

A chaotic nanowire, according to one embodiment of the present invention, has a wire cross section that may be in the form of a two-dimensional chaotic resonator enabling a plurality of overlapping resonant modes to be formed in the cross-sectional space of the wire. In addition, according to the chaotic nanowire, according to one embodiment of the present invention, the light absorption rate of the chaotic nanowire may be increased by enabling various resonant modes to overlap in the cross-sectional space of the wire so that the cross section of the wire is manufactured in the form of a two-dimensional chaotic resonator.

Description

혼돈 나노와이어Chaotic Nanowire
본 발명은 효율적 광 흡수를 위한 혼돈 나노와이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노와이어의 광 흡수율을 향상시키기 위해서 와이어의 단면 공간에 중첩되는 다양한 공명모드들이 형성되도록 와이어의 단면을 2차원 혼돈 공진기의 형태로 제조하는 혼돈 나노와이어에 관한 것이다.The present invention relates to chaotic nanowires for efficient light absorption, and more particularly, in order to improve light absorption of nanowires, a cross-section of a wire is formed in a two-dimensional chaotic resonator such that various resonance modes overlapping the cross-sectional space of the wire are formed. It relates to chaotic nanowires prepared in the form.
최근 석유, 석탄과 같은 화석 에너지의 소비로 인한 환경 오염이 점차 증대되고, 이산화탄소의 증가로 인한 지구 온난화로 전 세계의 기후 변화로 인한 피해가 커짐에 따라, 친환경 대체 에너지에 대한 관심이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 무한한 에너지인 태양으로부터의 빛, 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 환경오염이 없는 친환경 대체 에너지라는 점에서 많은 관심을 받고 있다. Recently, environmental pollution caused by the consumption of fossil energy such as oil and coal is gradually increased, and global warming due to the increase of carbon dioxide has increased the damage caused by climate change around the world, and interest in eco-friendly alternative energy is increasing. . Among them, the solar cell is a battery that produces electric energy by using light from the infinite energy of the sun, sunlight, has received much attention in that it is an environmentally friendly alternative energy without environmental pollution.
또한, 최근 태양전지 중에서는 유리창이나 자동차의 유리면으로 사용하기 위해서, 태양광의 일부는 흡수하여 전기 에너지를 생산하면서도, 나머지 일부의 태양광은 그대로 투과시켜서 투명하게 보이도록 하는 투명 태양전지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 투명 태양전지의 효율을 극대화하기 위하여, 주로 태양전지의 재료에 대한 연구와 태양전지의 제작 방법 및 태양전지의 전체 구조에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. In recent years, in order to use as a glass window or a glass surface of an automobile, a research on a transparent solar cell that absorbs a part of sunlight to produce electric energy while transmitting the remaining part of sunlight as it is to make it transparent. In order to maximize the efficiency of such a transparent solar cell, research on the material of the solar cell, a method of manufacturing the solar cell, and a whole structure of the solar cell have been conducted.
즉, 최근에는 투명 태양전지에서 나노와이어 또는 마이크로와이어를 이용하여, 태양광이 투과하는 부분에 산란 입자들을 분포시켜 광 흡수율을 높이는 방법이 활발히 연구되고 있다. 그러나, 투명 태양전지의 광 효율을 상승시키기 위해서 제조 방법에 대한 연구가 활발히 진행되면서도, 태양전지의 구성요소인 나노와이어 또는 마이크로와이어의 단면의 특성에 따른 광 흡수율에 대한 연구는 미흡하다는 문제점이 존재하였다.That is, recently, a method of increasing light absorption by dispersing scattering particles in a portion through which sunlight transmits using nanowires or microwires in a transparent solar cell has been actively studied. However, although research into a manufacturing method is actively conducted to increase the light efficiency of a transparent solar cell, there is a problem that the study of light absorption according to the characteristics of the cross section of the nanowire or the microwire, which is a component of the solar cell, is insufficient. It was.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 광 흡수율을 향상시키기 위해서, 와이어의 단면 공간에 중첩되는 다양한 공명모드들이 형성되도록 와이어의 단면을 2차원 혼돈 공진기의 형태로 제조하는 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and in order to improve light absorption, chaotic nano-fabrics are formed in the form of a two-dimensional chaotic resonator so that various resonance modes overlapping the cross-sectional space of the wire are formed. The object is to provide a wire or chaotic microwire.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼돈 나노와이어에 있어서, 와이어의 단면은 와이어의 단면 공간에 복수개의 공명모드들이 중첩되어 형성되도록 하는 2차원 혼돈 공진기 형태를 가질 수 있다.In the chaotic nanowire according to an embodiment of the present invention, the cross section of the wire may have a form of a two-dimensional chaotic resonator such that a plurality of resonance modes overlap each other in the cross-sectional space of the wire.
또한, 상기 2차원 혼돈 공진기 형태는 공진기 내부의 궤적이 위상 공간에서 불규칙하게 혼돈으로 나타나는 도형이다. In addition, the shape of the two-dimensional chaotic resonator is a figure in which the trajectory inside the resonator appears irregularly in the phase space.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 원의 수식에 사인 혹은 코사인과 같은 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있다.In addition, the shape of the figure to form a chaotic trajectory may be a shape of the figure is determined in the form of the addition of other equations such as sine or cosine to the equation of the circle.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 타원의 수식에 사인 혹은 코사인과 같은 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있다.In addition, the shape of the figure to form a chaotic trajectory may be a shape that is determined in the form of the addition of other equations such as sine or cosine to the equation of the ellipse.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 반지름이 다른 원호들이 결합된 도형 형태 또는 반지름이 다른 원호들과 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태 또는 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태일 수 있으며, 이중 하나의 호의 반지름이 무한대이거나 이심률이 1인 타원을 포함할 수 있다.Also, the shape of the chaotic trajectory may be a shape in which arcs of different radius are combined, or a shape in which arcs of different radius and arcs of ellipses having different eccentricity are combined, or a shape of ellipses having different eccentricity. It may be an ellipse of which the radius of one arc is infinite or the eccentricity is 1.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 쿼드러폴(Quadrupole) 형태일 수 있다. In addition, the shape of the chaotic trajectory may be a quadrupole form.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 나선형(Spiral) 형태일 수 있다.In addition, the figure form to form a chaotic trajectory may be a spiral (Spiral) form.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 스타디움 형태일 수 있다. In addition, the figure shape to form a chaotic trajectory may be a stadium form.
또한, 스타디움 형태에서 경계면은 원호와 직선 또는 타원의 호와 직선일 수 있다.Also, in the stadium form, the interface may be a circular arc and a straight line or an elliptic arc and a straight line.
또한, 와이어의 길이는 1 나노미터에서 10밀리미터 일 수 있고, 와이어 단면의 장축에 대한 단축의 비는 1.0에서 0.001 사이이며, 와이어 단면의 단축의 길이는 1 나노미터에서 10밀리미터 일 수 있다. 이러한 와이어는 나노 단위 또는 마이크로 단위로 형성될 수도 있다.Further, the length of the wire may be from 1 nanometer to 10 millimeters, the ratio of the short axis to the long axis of the wire cross section may be between 1.0 and 0.001, and the length of the short axis of the wire cross section may be from 1 nanometer to 10 millimeters. Such wires may be formed in nano units or micro units.
혼돈 나노와이어는 기판, 충전물 및 전극을 더 포함하여 태양전지를 형성할 수 있다. The chaotic nanowires may further comprise a substrate, a filler, and an electrode to form a solar cell.
태양전지에서 와이어들은 삼각형 구조, 정사각형 구조, 직사각형 구조 또는 육각형 구조의 격자 구조로 배열될 수 있다.In solar cells, the wires may be arranged in a triangular structure, square structure, rectangular structure, or hexagonal lattice structure.
또한, 태양전지에서 와이어들은 랜덤 미디어의 특성을 보유하도록 불규칙한 구조로 배열될 수 있다.In addition, the wires in the solar cell may be arranged in an irregular structure to retain the characteristics of the random media.
혼돈 나노와이어에서 단면은, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 궤적이 위상 공간의 전체 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 카디오이드(Caedioid), 전구(bulb)형, 나선형, 반달형 등의 도형 형태 및 궤적의 위상 공간의 일부 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 쿼드러폴(Quadrupole) 머쉬룸(mushroom), 아령형, 리마손, 륄로 삼각형, 오발(oval)형 등의 도형 형태 중의 하나일 수 있다.In the chaotic nanowires, the cross-section is the shape of the chaotic trajectory.The shape of the chaotic trajectory has a chaotic trajectory in the entire region of the phase space and the shape of the trajectory and the shape of the trajectory, bulb, spiral, and half moon. It may be one of geometric shapes such as a quadrupole mushroom, a dumbbell shape, a limason, a triangular triangle, and an oval shape having a chaotic trajectory in a part of the space.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼돈 나노와이어에 따르면, 와이어의 단면 공간에 다양한 공명모드들이 중첩되어 형성되도록 와이어의 단면을 2차원 혼돈 공진기의 형태로 제조함으로써 혼돈 나노와이어의 광 흡수율을 증가시킬 수 있다.According to the chaotic nanowires according to an embodiment of the present invention, the light absorption of the chaotic nanowires may be increased by manufacturing the cross-sections of the wires in the form of a two-dimensional chaotic resonator such that various resonance modes overlap the cross-sectional spaces of the wires. have.
도 1은 일반적인 나노와이어 또는 마이크로와이어에서 원형의 단면을 가진 와이어가 격자 구조로 배열된 모양을 나타낸 평면도이다. 1 is a plan view showing the shape of a wire having a circular cross section in a general nanowire or microwire in a lattice structure.
도 2는 혼돈 나노와이어 또는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 공진기에서 변형율이 0.1일 때 Birkhoff 좌표계에서의 위치와 모멘텀의 위상 좌표를 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing the phase coordinates of the position and momentum in the Birkhoff coordinate system when the cross section of the wire in the chaotic nanowire or the microwire has a strain of 0.1 in a quadrupole type resonator.
도 3a 및 도 3b는 혼돈 나노와이어 또는 마이크로와이어로서 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우에, 안정 궤도 주기-4와 불안정 궤도 주기-4에 속박된 각각의 공명 모드들을 나타낸 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating respective resonance modes confined to the stable orbital period-4 and the unstable orbital period-4 when the cross section of the wire is a chaotic nanowire or microwire in the form of quadrupole.
도 4a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 4b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다. FIG. 4A is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 4B is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is in the form of quadrupole in the chaotic microwire.
도 5는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어 단면이 나선형(Spiral)인 경우를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a case in which a wire cross section is spiral in chaotic microwires.
도 6a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 6b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 나선형(Spiral)인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다. FIG. 6A illustrates an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 6B illustrates an absorption spectrum when the cross section of the wire is spiral in the chaotic microwire.
도 7은 혼돈 마이크로와이어에서 와이어 단면이 스타디움 형태인 경우를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a case in which a wire cross section has a stadium shape in chaotic microwires.
도 8a는 계산을 위해 설계한 마이크로와이어의 단면이 원형인 와이어의 격자구조를 나타낸 도면이고, 도 8b는 계산을 위해 설계한 혼돈 마이크로와이어의 단면이 스타디움형인 와이어의 격자구조를 나타낸 도면이고, 도 8c는 와이어의 단면이 스타디움형인 와이어의 격자구조를 나타낸 도면이다. FIG. 8A is a diagram showing a lattice structure of a wire having a circular cross section of a microwire designed for calculation, and FIG. 8B is a diagram showing a lattice structure of a wire having a stadium-shaped cross section of a chaotic microwire designed for calculation. 8c is a diagram showing a lattice structure of a wire having a stadium cross section.
도 9a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 9b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 스타디움형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다.FIG. 9A is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 9B is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is in the stadium in chaotic microwires.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼돈 나노와이어에 있어서, 와이어의 단면은 와이어의 단면 공간에 복수개의 공명모드들이 중첩되어 형성되도록 하는 2차원 혼돈 공진기 형태를 가질 수 있다.In the chaotic nanowire according to an embodiment of the present invention, the cross section of the wire may have a form of a two-dimensional chaotic resonator such that a plurality of resonance modes overlap each other in the cross-sectional space of the wire.
또한, 상기 2차원 혼돈 공진기 형태는 공진기 내부의 궤적이 위상 공간에서 불규칙하게 혼돈으로 나타나는 도형이다. In addition, the shape of the two-dimensional chaotic resonator is a figure in which the trajectory inside the resonator appears irregularly in the phase space.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 원의 수식에 사인 혹은 코사인과 같은 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있다.In addition, the shape of the figure to form a chaotic trajectory may be a shape of the figure is determined in the form of the addition of other equations such as sine or cosine to the equation of the circle.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 타원의 수식에 사인 혹은 코사인과 같은 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있다.In addition, the shape of the figure to form a chaotic trajectory may be a shape that is determined in the form of the addition of other equations such as sine or cosine to the equation of the ellipse.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 반지름이 다른 원호들이 결합된 도형 형태 또는 반지름이 다른 원호들과 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태 또는 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태일 수 있으며, 이중 하나의 호의 반지름이 무한대이거나 이심률이 1인 타원을 포함할 수 있다.Also, the shape of the chaotic trajectory may be a shape in which arcs of different radius are combined, or a shape in which arcs of different radius and arcs of ellipses having different eccentricity are combined, or a shape of ellipses having different eccentricity. It may be an ellipse of which the radius of one arc is infinite or the eccentricity is 1.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 쿼드러폴(Quadrupole) 형태일 수 있다. In addition, the shape of the chaotic trajectory may be a quadrupole form.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 나선형(Spiral) 형태일 수 있다.In addition, the figure form to form a chaotic trajectory may be a spiral (Spiral) form.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 스타디움 형태일 수 있다. In addition, the figure shape to form a chaotic trajectory may be a stadium form.
또한, 스타디움 형태에서 경계면은 원호와 직선 또는 타원의 호와 직선일 수 있다.Also, in the stadium form, the interface may be a circular arc and a straight line or an elliptic arc and a straight line.
또한, 와이어의 길이는 1 나노미터에서 10밀리미터 일 수 있고, 와이어 단면의 장축에 대한 단축의 비는 1.0에서 0.001 사이이며, 와이어 단면의 단축의 길이는 1 나노미터에서 10밀리미터 일 수 있다. 이러한 와이어는 나노 단위 또는 마이크로 단위로 형성될 수도 있다.Further, the length of the wire may be from 1 nanometer to 10 millimeters, the ratio of the short axis to the long axis of the wire cross section may be between 1.0 and 0.001, and the length of the short axis of the wire cross section may be from 1 nanometer to 10 millimeters. Such wires may be formed in nano units or micro units.
혼돈 나노와이어는 기판, 충전물 및 전극을 더 포함하여 태양전지를 형성할 수 있다. The chaotic nanowires may further comprise a substrate, a filler, and an electrode to form a solar cell.
태양전지에서 와이어들은 삼각형 구조, 정사각형 구조, 직사각형 구조 또는 육각형 구조의 격자 구조로 배열될 수 있다.In solar cells, the wires may be arranged in a triangular structure, square structure, rectangular structure, or hexagonal lattice structure.
또한, 태양전지에서 와이어들은 랜덤 미디어의 특성을 보유하도록 불규칙한 구조로 배열될 수 있다.In addition, the wires in the solar cell may be arranged in an irregular structure to retain the characteristics of the random media.
혼돈 나노와이어에서 단면은, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 궤적이 위상 공간의 전체 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 카디오이드(Caedioid), 전구(bulb)형, 나선형, 반달형 등의 도형 형태 및 궤적의 위상 공간의 일부 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 쿼드러폴(Quadrupole) 머쉬룸(mushroom), 아령형, 리마손, 륄로 삼각형, 오발(oval)형 등의 도형 형태 중의 하나일 수 있다.In the chaotic nanowires, the cross-section is the shape of the chaotic trajectory.The shape of the chaotic trajectory has a chaotic trajectory in the entire region of the phase space and the shape of the trajectory and the shape of the trajectory, bulb, spiral, and half moon. It may be one of geometric shapes such as a quadrupole mushroom, a dumbbell shape, a limason, a triangular triangle, and an oval shape having a chaotic trajectory in a part of the space.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used herein will be briefly described and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as widely used general terms as possible in consideration of the functions in the present invention, but this may vary according to the intention or precedent of the person skilled in the art, the emergence of new technologies and the like. In addition, in certain cases, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, in which case the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the contents throughout the present invention, rather than the names of the simple terms.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다. When any part of the specification is to "include" any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. . In addition, when a part of the specification is "connected" to another part, this includes not only "directly connected", but also "connected with other elements in the middle".
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 나노와이어 또는 마이크로와이어에서 원형의 단면을 가진 와이어(10)가 격자 구조로 배열된 모양을 나타낸 평면도이다. FIG. 1 is a plan view showing a wire 10 having a circular cross section in a general nanowire or microwire, arranged in a lattice structure.
도 1을 참조하면, 일반적인 나노와이어 또는 마이크로와이어는 광 흡수를 위해서 원형의 단면을 가진 와이어(10)의 형태로 기판상에 격자 구조로 배열되어 형성될 수 있다. 즉, 도 1을 참조하면, 단면이 원형인 원형 와이어(10)들이 기판 상에 격자 구조로 배열되고, 원형 와이어(10) 사이 간격에는 충전물(20)이 충전될 수 있다. 즉, 충전물(20)은 원형 와이어(10)들 사이에 충전되어, 와이어들을 격자구조로 고정시키는 역할을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, a general nanowire or microwire may be formed in a lattice structure on a substrate in the form of a wire 10 having a circular cross section for light absorption. That is, referring to FIG. 1, circular wires 10 having a circular cross section may be arranged in a lattice structure on a substrate, and a filler 20 may be filled in a gap between the circular wires 10. That is, the filler 20 may be filled between the circular wires 10 to fix the wires in a lattice structure.
일반적으로, 빛이 나노와이어 또는 마이크로와이어에 입사할 때 파장에 따른 광 흡수도를 계산하면 일정한 간격으로 흡수 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 흡수 피크들은 와이어 내부에 형성되는 공명모드로 인한 것으로, 일반적으로 원형의 단면을 가진 와이어인 경우에는 Bessel 함수 혹은 Hankel 함수 및 각운동량으로 알려진 식에 의해서 내부에 공명모드가 형성되고, 내부에 형성된 공명모드에 의해서 빛의 흡수도가 결정되게 된다. 또한 와이어 단면의 형태에 따라서 와이어 내부에 형성되는 공명 모드의 개수가 결정되게 된다. 즉, 와이어의 단면이 원형의 경우에는 Bessel 함수 혹은 Handel 함수 및 각운동량에 의한 일정한 규칙에 의하여 공명모드가 형성되게 되므로, 와이어 내부에 형성되는 공명모드의 개수는 한정되게 된다. In general, when light is incident on the nanowire or the microwire, the absorption peaks may be calculated at regular intervals by calculating the light absorbance according to the wavelength. That is, absorption peaks are due to the resonance mode formed inside the wire. In the case of a wire having a generally circular cross section, a resonance mode is formed inside by a formula known as a Bessel function or a Hankel function and an angular momentum. Resonance mode determines the absorbance of light. In addition, the number of resonance modes formed in the wire is determined according to the shape of the wire cross section. That is, when the cross section of the wire is circular, the resonance mode is formed by a constant rule based on the Bessel function or the Handel function and the angular momentum, so that the number of resonance modes formed in the wire is limited.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어의 단면이 혼돈 공진기 형태인 경우에는 와이어 내부에 복잡한 불안정 주기궤도와 안정 주기궤도들이 존재하게 되고 이러한 불안정 주기궤도와 안정 주기궤도에 의해서 다양한 복수개의 공명모드들이 중첩되어 형성될 수 있다. 불안정 주기궤도와 안정 주기궤도에 의한 다양한 복수개의 공명모드들은 Weyl's law라 부르는 규칙에 의해 형성되는데, 원형의 와이어에서 생성되는 공명모드들과 달리 혼돈 공진기 형태의 와이어에서 생성되는 공명모드들은 그 간격이 불규칙적으로 형성되게 된다. 즉, 빛이 혼돈 공진기 형태를 가지는 와이어에 입사할 때 파장에 따른 광 흡수도를 계산하면 더 많은 공명모드들이 불규칙한 간격으로 흡수 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 혼돈 공진기 형태에 의해서 형성되는 공명모드들은 원형이나 사각형보다 훨씬 복잡한 구조로 형성되어 와이어 내부에 존재하게 된다. When the cross section of the wire according to an embodiment of the present invention is in the form of a chaotic resonator, complex unstable periodic or stable trajectories exist inside the wire, and various resonant modes overlap by the unstable periodic or stable periodic trajectories. Can be formed. The various resonance modes due to the unstable periodic or stable periodic orbit are formed by a rule called Weyl's law. Unlike the resonance modes generated from the circular wires, the resonance modes generated from the chaotic resonator type wires have different intervals. It is formed irregularly. That is, when light is incident on a wire having a chaotic resonator shape, the light absorption rate according to the wavelength can be confirmed that more resonance modes exhibit absorption peaks at irregular intervals. In other words, the resonance modes formed by the chaotic resonator shape are formed in a much more complicated structure than a circular or square shape and exist inside the wire.
즉, 와이어의 단면이 2차원 혼돈 공진기 형태를 가지도록 제작되면, 와이어 내부에 다양한 복수개의 공명모드들이 형성되므로, 광 흡수율이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 광효율은 와이어의 단면 형태(단면 구조) 또는 단면 특성에 의해서 극대화 될 수 있으므로, 와이어의 단면 공간에 공명모드들이 더 많이 중첩되어 형성되도록 와이어의 단면 형태를 2차원 혼돈 공진기 형태로 결정하면 광효율을 더욱 증대시킬 수 있다. That is, when the cross section of the wire is manufactured to have a two-dimensional chaotic resonator shape, since a plurality of resonance modes are formed inside the wire, the light absorption may be further improved. That is, the light efficiency can be maximized by the cross-sectional shape (cross-sectional structure) or cross-sectional characteristics of the wire, so if the cross-sectional shape of the wire is determined as the form of two-dimensional chaotic resonator so that the resonance modes overlap more in the cross-sectional space of the wire, Can be further increased.
다시 말하면, 광 흡수율은 와이어의 단면 형태 및 와이어 외부의 배열에 따라서 결정될 수 있는데, 와이어의 단면 형태는 광 흡수율에 주로 영향을 미치게 된다. In other words, the light absorption can be determined according to the cross-sectional shape of the wire and the arrangement outside the wire, where the cross-sectional shape of the wire mainly affects the light absorption.
와이어에서 빛이 와이어 내부에 속박될 때, 2차원 단면 구조에서 공명 모드들이 생성되고, 생성된 공명모드들이 결국 광 흡수율에 영향을 미치게 된다.When light in a wire is bound inside the wire, resonance modes are created in the two-dimensional cross-sectional structure, and the generated resonance modes eventually affect the light absorption.
즉, 와이어의 단면이 원형일 때는 내부에 속박되는 공명 모드들에 의한 흡수가 주기적인데 비하여, 와이어의 단면이 원형이 아닌 혼돈 공진기 형태를 가지고 있으면 와이어의 단면 공간에 다양한 복수개의 공명모드들이 중첩되어 생성될 수 있다. 따라서, 와이어의 단면 공간에 중첩되는 다양한 복수개의 공명모드들로 인하여 광 흡수율에 영향을 미치게 되므로, 와이어의 단면이 혼돈 공진기 형태일 때가 원형일 때보다 광효율을 더 증가시킬 수 있다. That is, when the cross section of the wire is circular, absorption by the resonance modes bound therein is periodic, whereas when the wire cross section has a chaotic resonator shape that is not circular, a plurality of resonance modes are overlapped in the cross section space of the wire. Can be generated. Accordingly, since the light absorption rate is affected by various resonance modes overlapping the cross-sectional space of the wire, the light efficiency can be further increased when the cross section of the wire is in the form of a chaotic resonator.
즉, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어에서, 와이어 단면이 2 차원 혼돈 공진기 형태를 가지면, 공진기 내부의 궤적이 위상 공간에서 불규칙하게 나타나는 혼돈 궤적이 형성되며, 혼돈 궤적에 의해 생성되는 더 많은 공명모드들로 인하여 광효율이 증가될 수 있다. That is, in chaotic nanowires or chaotic microwires, if the wire cross section has the form of a two-dimensional chaotic resonator, chaotic trajectories are formed in which the trajectory inside the resonator is irregular in phase space, and more resonance modes generated by the chaotic trajectory. Due to this, the light efficiency can be increased.
혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어에서 광효율을 더 증가시키기 위해서, 와이어의 단면이 혼돈 공진기 형태를 가지도록 쿼드러폴(Quadrupole) 형태로 제작될 수 있다.In order to further increase the light efficiency in chaotic nanowires or chaotic microwires, the cross section of the wire may be fabricated in quadrupole form to have a chaotic resonator shape.
즉, 와이어의 단면을 쿼드러폴(Quadrupole) 형태로 하는 것은 와이어 단면이 2차원의 혼돈 공진기 형태를 가지는 일 실시예로서, 혼돈 궤적에서 생성되는 공명모드들로 인하여 광 흡수율 또는 광효율이 증가하는 특성을 가질 수 있다. 쿼드러폴(Quadrupole) 형태를 나타낸 수식은 다음 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.That is, the cross section of the wire in a quadrupole form is an embodiment in which the wire cross section has a two-dimensional chaotic resonator shape, and the light absorption or light efficiency increases due to resonance modes generated in the chaotic trajectory. Can have The equation representing the quadrupole shape can be expressed as Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2018004220-appb-I000001
Figure PCTKR2018004220-appb-I000001
[수학식 1]에서 R(θ)은 각 θ에 따른 원점으로부터의 거리를 나타내고, r0 은 θ=0 일 때의 원점으로부터의 거리이고, ε는 변형인자를 나타낸다. 즉, [수학식 1]은 원형의 수식에 삼각함수 코사인(cosine)의 수식이 더해진 형태를 나타낸다. In Equation 1, R (θ) represents a distance from the origin according to each θ, r 0 represents a distance from the origin when θ = 0, and ε represents a deformation factor. That is, Equation 1 shows a form in which a trigonometric cosine equation is added to a circular equation.
도 2는 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어의 쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 공진기에서, 변형율이 0.1일 때 Birkhoff 좌표계에서의 위치와 모멘텀의 위상 좌표를 나타낸 도면이다. FIG. 2 shows phase coordinates of positions and momentum in a Birkhoff coordinate system when strain is 0.1 in a quadrupole type resonator of chaotic nanowires or chaotic microwires.
쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 공진기의 경우에는 원형에서 변형되어 있기 때문에 와이어 내부의 궤적이 혼돈을 보이게 되는데, 그 혼돈 궤적은 위상 공간에서 확인할 수 있다. 일반적으로 위상 공간을 표현하기 위해서, 빛이 내부에서 반사되는 위치 S와 모멘텀 P로 빛의 궤적을 표시할 수 있다. In the case of quadrupole resonator, since it is deformed in a circular shape, the trajectory inside the wire shows chaos. The chaotic trajectory can be seen in phase space. In general, to represent the phase space, the light trajectory may be represented by the position S and the momentum P where the light is reflected from the inside.
예를 들어, 위치의 경우 θ=0 일 때 R의 위치에서 빛이 반사되는 점까지의 경계면의 길이를 S로 나타낼 수 있다. 또한, 빛이 한 경계면 점에서 부딪칠 때 빛의 입사각을 ξ로 정의하면, 빛이 경계면의 접선을 따라가는 벡터 성분을 모멘텀 P=sinξ로 나타낼 수 있다. 따라서, 경계면의 길이 S와 모멘텀 P의 위상 좌표에서 빛의 궤적을 나타낼 수 있다. For example, in the case of position, the length of the boundary surface from the position of R to the point where the light is reflected when θ = 0 may be represented by S. In addition, if the incident angle of light is defined as ξ when the light strikes at one interface point, the vector component along which the light follows the tangent of the interface may be represented by the momentum P = sinξ. Therefore, the light trajectory can be represented in the phase coordinates of the length S and the momentum P of the interface.
도 2의 위상공간을 참조하면, 쿼드러폴(Quadrupole) 공진기의 경우, 내부에 불안정 궤도와 안정 궤도가 존재하게 된다. 여기에서 궤적이 불규칙하게 나타나는 것은 혼돈 궤도를 나타내고, 타원인 궤적은 안정 궤도를 나타낸다. 즉, 이러한 특성으로 쿼드러폴(Quadrupole) 공진기의 경우 혼돈 궤적 내부에 존재하는 불안정 궤도와 안정 궤도에 속박된 다양한 공명모드들이 존재할 수 있다. Referring to the phase space of FIG. 2, in the case of a quadrupole resonator, an unstable track and a stable track exist. An irregular trajectory here represents a chaotic trajectory and an elliptic trajectory represents a stable trajectory. That is, in the case of a quadrupole resonator, there may be various resonance modes bound to an unstable or stable track existing inside the chaotic trajectory.
도 3a 및 도 3b는 혼돈 나노와이어에서 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우에, 안정 궤도 주기-4와 불안정 궤도 주기-4에 속박된 각각의 공명 모드를 나타낸 도면이다. 3A and 3B are diagrams showing respective resonance modes bound to the stable orbital period-4 and the unstable orbital period-4 when the cross section of the wire in the chaotic nanowire is a quadrupole type.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 불안정 주기궤도에 속박된 공명모드들을 "스카"라고 표현하는데, 이런 불안정 주기궤도에 속박된 공명모드들인 스카가 수없이 많이 나타나게 되는 것을 도 3a 및 도 3b에서 확인할 수 있다. 이렇게 형성된 스카들은 와이어의 혼돈 정도에 따라 원형의 와이어에서 생성되는 공명모드보다 더 많은 공명모드들이 존재할 수 있고, 이에 따라 광 흡수율도 증가하게 된다. 즉, 더 많은 공명모드들의 간격이 불규칙하고 궤적이 서로 혼재되어 나타나게 되므로 태양광처럼 넓은 범위의 파장을 갖는 빛이 입사하게 되면 흡수율이 증가할 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, resonance modes bound to an unstable periodic track are referred to as “scars,” which are shown in FIG. 3A and FIG. 3B. Can be. The thus formed scars may have more resonance modes than the resonance modes generated in the circular wires according to the degree of confusion of the wires, thereby increasing the light absorption rate. That is, since the intervals of more resonance modes are irregular and the trajectories are mixed with each other, absorption of light having a broad range of wavelengths, such as sunlight, may increase.
도 4a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 4b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다. FIG. 4A is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 4B is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is in the form of quadrupole in the chaotic microwire.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 혼돈 공진기 형태를 갖는 와이어의 광 흡수율의 증가 효과를 보기 위해서, 와이어의 단면이 원형인 와이어에서의 광 흡수율과 와이어의 단면이 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 와이어에서의 광 흡수율을 비교할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서 광 흡수율은 원형과 쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 단면의 면적을 서로 동일하게 설계하여 유한 차분 시간영역법 (FDTD: finite difference time-domain)을 이용하여 계산한 결과이다. 4A and 4B, in order to see the effect of increasing the light absorption of a wire having a chaotic resonator shape, in a wire having a circular cross section and a wire having a quadrupole cross section, The light absorption rate of can be compared. In FIGS. 4A and 4B, the light absorptivity is calculated by using finite difference time-domain (FDTD) by designing the areas of the circular and quadrupole-shaped cross sections equally.
여기에서, 원형의 반지름은 0.5 마이크로 미터로, 와이어가 전체 면적에서 차지하는 비율인 충진율(Filling factor)은 0.19635로 두어 계산하였다. 충진율을 정하여 계산 한 것은 충진율을 혼돈 나노와이어와 같도록 하여야 흡수율 차이의 비교 분석이 정확하기 때문이다.Here, the radius of the circle was 0.5 micrometer, and the filling factor (filling factor), which is the ratio of the wire to the total area, was calculated as 0.19635. The filling rate was calculated and calculated because the filling rate should be the same as the chaotic nanowires so that the comparative analysis of the difference in absorption rate is accurate.
또한, 변형인자 ε은 0.1로 가정하였고, 쿼드러폴은 단면이 찌그러진 구조이기 때문에 그에 따르는 면적만큼 격자 구조를 직사각형으로 두었고, 전체 면적에 대한 원형이 차지하는 비와 전체 면적에 대해서 쿼드러폴(Quadrupole)형이 차지하는 비를 동일하게 설계하여 계산하였다. 또한, 와이어의 길이는 20 마이크로미터로 두었고, 와이어는 실리콘으로 가정하여 계산하였으며, 와이어 이외에는 굴절률 1.4의 PDMS(polydimethylsiloxane) 물질을 이용하여 채워진 구조를 가정하여 계산하였다. 즉, PDMS는 충전물로서 실리콘 와이어들이 격자 구조로 채워져 있을 때, 와이어들을 고정시켜주는 역할을 할 수 있다. In addition, since the deformation factor ε is assumed to be 0.1 and the quadrupole has a rectangular cross-sectional structure, the lattice structure is rectangular as the corresponding area, and the quadrupole type is used for the ratio and the total area occupied by the circular to the total area. This occupancy ratio was designed and calculated in the same manner. In addition, the length of the wire was set to 20 micrometers, the wire was calculated assuming the silicon, except for the wire was calculated by assuming a structure filled with a PDMS (polydimethylsiloxane) material of refractive index 1.4. That is, the PDMS may serve to fix the wires when the silicon wires are filled with a lattice structure as a filler.
흡수율은 다음 [수학식 2]로 나타낼 수 있다.The water absorption can be represented by the following [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2018004220-appb-I000002
Figure PCTKR2018004220-appb-I000002
[수학식 2]에서 R은 반사율, T는 투과율을 나타낸다. 예를 들어, 흡수되는 빛은 1-R이 입사되고 난 후에 T 만큼 투과되므로, 와이어에서 흡수되는 빛은 1-R-T로 나타낼 수 있다. 따라서, 흡수율은 상기 [수학식 2]로 나타낼 수 있다. In Equation 2, R represents a reflectance and T represents a transmittance. For example, since light absorbed is transmitted by T after 1-R is incident, light absorbed in the wire may be represented by 1-R-T. Therefore, the water absorption can be represented by the above [Equation 2].
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 쿼드러폴(Quadrupole) 형태에서의 흡수 스펙트럼은 원형일 때 보다 더 많은 흡수 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 와이어에서는 원형일 때보다 다양한 공명모드들이 존재하기 때문에 더 많은 흡수 피크들이 나타나는 것으로 확인할 수 있다. 이러한 흡수 스펙트럼의 차이로 전체 흡수율이 달라지게 되는데 원형의 경우는 흡수율이 53.2 퍼센트인데 비해 쿼드러폴(Quadrupole) 형태의 경우는 흡수율이 67.0 퍼센트이다. 와이어의 단면이 원형인 경우와 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우를 비교해보면, 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 경우 원형에 비해 광 흡수율이 26.0 퍼센트 증가된 것으로 확인할 수 있다.4A and 4B, it can be seen that the absorption spectrum in the quadrupole form shows more absorption peaks than when circular. That is, in the quadrupole type wire, since there are various resonance modes than circular, more absorption peaks appear. This difference in the absorption spectra results in a change in the overall absorption, which is 53.2 percent for the prototype, while 67.0 percent for the quadrupole. Comparing the case where the cross section of the wire is in the form of a quadrupole, the light absorption is increased by 26.0 percent compared to the shape of the quadrupole.
혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어는 광효율을 더 증가시키기 위해서, 와이어의 단면을 나선형(Spiral) 형태로 제작할 수 있다.Chaotic nanowires or chaotic microwires can be fabricated in a spiral shape in order to further increase light efficiency.
즉, 와이어 단면을 나선형(Spiral) 형태로 하는 것은 와이어 단면이 2차원의 혼돈 공진기 형태를 가지는 일 실시예로서, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로 와이어에서 기대되는 향상된 광 흡수율 또는 광효율의 특성이 나타날 수 있다. 나선형(Spiral) 형태를 나타낸 수식은 다음 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.In other words, the wire cross section having a spiral shape is an embodiment in which the wire cross section has a two-dimensional chaotic resonator shape, and may exhibit improved light absorption or light efficiency expected in chaotic nanowires or chaotic microwires. . Equation showing the spiral form can be expressed as Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
Figure PCTKR2018004220-appb-I000003
Figure PCTKR2018004220-appb-I000003
여기에서, r0은 θ가 0일 때의 원점으로부터의 거리이고, ε는 변형인자를, θ는 각(radian)을 나타낸다. 이 때 θ의 값이 360도이면, θ가 0도 일 때와 θ가 360도 일 때의 위치를 직선으로 연결하게 되는 구조이다. Here, r 0 is a distance from the origin when θ is 0, ε represents a deformation factor, and θ represents an angle. At this time, if the value of θ is 360 degrees, it is a structure that connects the positions when θ is 0 degrees and when θ is 360 degrees with a straight line.
도 5는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어 단면이 나선형(Spiral)인 경우를 나타낸 도면이다. 도 5에서는 변형율 ε을 0.484313로 가정하여 나선형 와이어 단면을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a case in which a wire cross section is spiral in chaotic microwires. 5 is a diagram illustrating a spiral wire cross section assuming a strain? Of 0.484313.
도 5와 같이, 와이어 단면이 나선형인 경우에는 위상 공간에서 내부에 안정 궤도가 존재하지 않고 불안정 궤도만 존재하게 된다. 따라서, 와이어 단면을 나선형 공진기 형태로 한 나노와이어 또는 마이크로와이어는 완전 혼돈 구조를 이용한 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어가 될 수 있다. As shown in FIG. 5, when the wire cross section is spiral, there is no stable trajectory inside the phase space and only an unstable trajectory exists. Thus, the nanowires or microwires having the wire cross section in the form of a spiral resonator may be chaotic nanowires or chaotic microwires using a completely chaotic structure.
나선형 공진기에서는 독특한 공명모드들이 존재하는데 주기궤도에 속박되지 않는 준스카 모드들과 휘스퍼링 갤러리를 닮은 독특한 공명모드들이 존재하게 된다. 닫힌 공진기일 경우에는 내부에 복잡한 도형의 공명모드들도 존재할 수 있다. 이렇게 형성된 준스카들과 휘스퍼링 갤러리 형태의 공명모드들은 와이어의 혼돈 정도에 따라 원형의 와이어에서 생성되는 공명모드보다 더 많은 공명모드들이 존재할 수 있고, 이에 따라 광 흡수율도 증가하게 된다. 즉, 더 많은 복잡한 공명모드들이 생성되어 존재하게 되는데 혼돈 공진기의 특성상 모드들의 간격이 일정치 않고 궤적이 서로 혼재되어 나타나므로 태양광처럼 넓은 범위의 파장을 갖는 빛이 입사하면 쿼드러폴(Quadrupole) 공진기 형태처럼 광 흡수율이 증가할 수 있다.In the helical resonator, there are unique resonance modes, such as quasi-ska modes that are not bound to the orbit and unique resonance modes that resemble whispering galleries. In the case of a closed resonator, there may be complex resonance modes. The resonance modes of the quasi scarves and whispering gallery form may have more resonance modes than the resonance modes generated from the circular wires according to the degree of confusion of the wires, thereby increasing the light absorption rate. That is, more complex resonance modes are created and exist. Due to the characteristics of chaotic resonators, the intervals between the modes are not constant and the trajectories are mixed with each other. Like form, light absorption can be increased.
도 6a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 6b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 나선형(Spiral)인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다. FIG. 6A illustrates an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 6B illustrates an absorption spectrum when the cross section of the wire is spiral in the chaotic microwire.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 혼돈 공진기 형태를 갖는 와이어에서 광 흡수율의 증가 효과를 보기 위해서, 와이어의 단면이 원형인 와이어에서의 광 흡수율과 와이어의 단면이 나선형(Spiral)인 와이어에서의 광 흡수율을 비교할 수 있다.6A and 6B, in order to see the effect of increasing the light absorption in the wire having a chaotic resonator shape, the light absorption in the wire having a circular cross section and the light in the wire having a spiral cross section is shown. Absorption rate can be compared.
나선형 공진기의 경우에도 상기 [수학식 2]를 이용하여 흡수율을 계산하였다. 또한, 전술한 와이어의 단면이 원형인 경우 및 쿼드러폴(Quadrupole) 공진기 형태인 경우에서 계산한 방법을 동일하게 사용하였고, 충진율도 같이 두었으며 나선형의 경우에 ε는 0.484313으로 두어 계산하였다. In the case of the spiral resonator, the absorption rate was calculated using Equation 2 above. In addition, the method calculated in the case of the circular cross section and the quadrupole resonator type was used in the same manner, the filling rate was also the same, and in the spiral case, ε was calculated to be 0.484313.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 나선형(Spiral) 형태에서의 흡수 스펙트럼은 원형일 때 보다 더 많은 흡수 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 나선형(Spiral) 형태의 와이어 내부에서는 원형일 때보다 다양한 공명모드들이 존재하기 때문에 더 많은 흡수 피크들이 나타나는 것으로 확인할 수 있다. 이러한 흡수 스펙트럼의 차이로 전체 광 흡수율이 달라지게 되는데 원형의 경우는 광 흡수율이 53.2 퍼센트인데 비해 나선형의 경우는 71.5 퍼센트이다. 즉, 나선형의 경우에는 원형에 비해 광 흡수율이 34.4 퍼센트 증가된 것으로 확인할 수 있다. 와이어의 단면이 나선형인 경우에는 34.4 퍼센트 이상의 광 흡수율을 가지고 있으므로, 와이어의 단면이 혼돈 공진기 구조를 가지는 경우에는 광 흡수율이 크게 증가된 것으로 확인할 수 있다.6A and 6B, it can be seen that the absorption spectrum in the spiral form has more absorption peaks than when circular. That is, since there are various resonance modes inside the spiral wire, more absorption peaks appear. This difference in the absorption spectrum results in a change in the overall light absorption, which is 53.2 percent in the circular case and 71.5 percent in the spiral case. That is, in the case of the spiral, the light absorption is increased by 34.4 percent compared to the circular shape. Since the cross section of the wire has a light absorption of 34.4 percent or more, it can be seen that the light absorption is greatly increased when the cross section of the wire has a chaotic resonator structure.
혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어에 있어서 광효율을 증가시키기 위해서, 와이어의 단면을 스타디움 형태로 제작할 수 있다.In order to increase light efficiency in chaotic nanowires or chaotic microwires, the cross section of the wire may be manufactured in the form of a stadium.
즉, 나노와이어 또는 마이크로와이어에서 와이어의 단면을 스타디움 형태로 하는 것은 와이어 단면이 2차원의 혼돈 공진기 형태를 가지는 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어어의 일 실시예가 될 수 있다.That is, making the cross section of the wire in the form of a stadium in the nanowire or the microwire may be one embodiment of the chaotic nanowire or the chaotic microwire in which the wire cross section has a two-dimensional chaotic resonator shape.
도 7은 혼돈 마이크로와이어에서 와이어 단면이 스타디움 형태인 경우를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a case in which a wire cross section has a stadium shape in chaotic microwires.
도 7을 참조하면, 와이어 단면이 스타디움 형태인 공진기는 원형이나 쿼드러폴(Quadrupole)과 달리 동일한 반지름을 갖는 2개의 반원과 하나의 직사각형이 합쳐진 형태이다. 즉, 스타디움 형태에서 경계면은 원호와 직선 또는 타원의 호와 직선으로 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7, unlike a circular or quadrupole, the resonator having a stadium cross section has a shape in which two semicircles and one rectangle have the same radius. That is, in the stadium form, the interface may be determined by arcs and straight lines or elliptical arcs and straight lines.
스타디움 형태의 공진기 구조에서는 쿼드러폴(Quadrupole) 형태와 달리 내부에 안정 궤도가 없이 불안정 궤도만 형성되어, 내부에 속박된 모든 공명모드는 불안정 주기 궤도에 속박된 공명모드로서, 즉 "스카"가 존재할 수 있다. In the stadium type resonator structure, unlike the quadrupole type, only an unstable orbit is formed without a stable trajectory therein, and all resonance modes bound therein are resonance modes that are bound to an unstable periodic trajectory, that is, "scars" exist. Can be.
와이어의 단면이 스타디움 형태인 경우, 반원의 반지름을 R로 정의하고, 반원을 연결하는 직선 길이를 L로 정의하면 L/2R을 변형 인자로 정의할 수 있다. 여기에서, 스타디움 형태에서 스카들은 주기적이지 않을 뿐만 아니라 공명모드들이 만드는 궤적은 서로 중첩되어 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 스카들은 와이어의 혼돈 정도에 따라 원형의 와이어에서 생성되는 공명모드보다 더 많은 공명모드들이 존재하고, 이에 따라 광 흡수율도 증가하게 된다. 즉, 공명모드들이 더욱 더 많이 형성될수록 광 흡수율에 더 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 와이어의 단면이 스타디움 형태인 경우가 단면이 원형인 경우보다 더 광 흡수율을 증가시킬 수 있다. If the cross section of the wire is a stadium shape, the radius of the semicircle is defined as R, and the straight line connecting the semicircles is defined as L to define L / 2R as the deformation factor. Here, in the stadium form, the scars are not periodic, and the trajectories generated by the resonance modes may overlap each other. According to the degree of confusion of the wires thus formed, there are more resonant modes than the resonant modes generated in the circular wires, thereby increasing the light absorption. That is, since more resonance modes are formed, the light absorption may have a greater influence on the light absorption, so that the cross section of the wire may increase the light absorption more than that of the circular cross section.
도 8a는 계산을 위해 설계한 마이크로와이어의 단면이 원형인 와이어의 격자구조를 나타낸 도면이고, 도 8b는 계산을 위해 설계한 혼돈 마이크로와이어의 단면이 스타디움형인 와이어의 격자구조를 나타낸 도면이고, 도 8c는 와이어의 단면이 스타디움형인 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어의 격자구조를 나타낸 도면이다. 도 9a는 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 9b는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면이 스타디움형인 경우의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 스타디움형인 경우 와이어의 단면이 원형인 경우의 충전율과 똑같이 0.19635로 두고 계산하였다.FIG. 8A is a diagram showing a lattice structure of a wire having a circular cross section of a microwire designed for calculation, and FIG. 8B is a diagram showing a lattice structure of a wire having a stadium-shaped cross section of a chaotic microwire designed for calculation. 8c is a diagram showing a lattice structure of chaotic nanowires or chaotic microwires in which the cross section of the wire is a stadium. FIG. 9A is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is circular in the microwire, and FIG. 9B is a diagram illustrating an absorption spectrum when the cross section of the wire is in the stadium in chaotic microwires. In the case of stadium type, it was calculated to be 0.19635 in the same manner as the filling rate when the cross section of the wire was circular.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 혼돈 공진기 형태를 갖는 와이어에서 광 흡수율의 증가 효과를 보기 위해서, 와이어의 단면이 원형인 와이어에서의 광 흡수율과 와이어의 단면이 스타디움형인 와이어에서의 광 흡수율을 비교할 수 있다. 도 9a 및 도 9b에서 광 흡수율은 원형과 스타디움 형태의 단면의 면적을 동일하게 두었고, 유한 차분 시간영역법 (FDTD: finite difference time-domain)을 이용하여 계산한 결과이다. 9A and 9B, in order to see the effect of increasing light absorption in a wire having a chaotic resonator shape, the light absorption in a wire having a circular cross section and a light absorption in a wire having a stadium cross section may be compared. Can be. In FIGS. 9A and 9B, the light absorptivity is equal to the area of the cross section of a circular shape and a stadium shape, and is calculated using a finite difference time-domain (FDTD) method.
여기에서, 원형의 반지름은 0.5 마이크로 미터로 가정하였으며, 와이어가 배치되는 격자 구조로서 와이어의 단면이 원형인 경우에는 도 8a처럼 격자 구조를 가정하였고, 와이어의 단면이 스타디움 형인 경우에는 도 8b처럼 격자구조를 가정하였고, 변형인자 L/2R = 0.3으로 두어 계산하였다. Here, the radius of the circle is assumed to be 0.5 micrometers, a grid structure in which the wire is arranged, assuming the grid structure as shown in Figure 8a when the wire cross section is circular, the grid as shown in Figure 8b when the wire cross section is a stadium type The structure was assumed and calculated with the modification factor L / 2R = 0.3.
또한, 와이어의 단면이 스타디움형인 경우에는 단면이 찌그러진 구조이기 때문에 그에 따르는 면적만큼 직사각형으로 설계하였고, 전체 면적에 대한 원형이 차지하는 비와 전체 면적에 대해서 스타디움이 차지하는 비를 동일하게 두어 계산하였다. 즉, 원과 스타디움의 면적을 서로 동일하게 설계하여 면적에 따른 흡수율의 차이를 제거하였으며, 원형의 격자와 스타디움의 격자에서 서로의 충진율 (filling factor)도 동일하게 설계하여 계산하였다. In addition, when the cross-section of the wire is a stadium type, the cross-section is crushed, so the area is designed as a rectangular shape, and the ratio of the stadium to the total area and the ratio of the stadium to the total area is calculated. In other words, the area of the circle and the stadium are designed to be identical to each other to remove the difference in absorption rate according to the area, and the filling factor (filling factor) of each other in the circular lattice and the lattice of the stadium is also designed and calculated.
또한, 와이어는 실리콘으로 가정하였고, 와이어 이외에는 굴절율 1.4의 PDMS물질을 이용하여 채워진 구조를 가정하여 계산하였다. 즉, PDMS는 충전물로서 실리콘 와이어들이 격자 구조로 채워져 있을 때, 와이어들을 고정시켜주는 역할을 할 수 있다. 즉, 도 8c를 참조하면, PDMS물질이 충전물(20)로서 사용되어, 스타디움형 와이어들을 격자구조로 고정시킬 수 있다.In addition, the wire was assumed to be silicon, except for the wire was calculated assuming a structure filled with a PDMS material with a refractive index of 1.4. That is, the PDMS may serve to fix the wires when the silicon wires are filled with a lattice structure as a filler. That is, referring to FIG. 8C, PDMS material may be used as the filler 20 to fix the stadium wires in a lattice structure.
또한, 와이어의 격자 구조는 광 흡수율을 증가시키기 위해서 필요에 따라 삼각형 구조, 정사각형 구조, 직사각형 구조 또는 육각형 구조를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 와이어들이 랜덤 미디어의 특성을 보유하도록 불규칙한 구조로도 배열될 수 있다. In addition, the grating structure of the wire may include a triangular structure, a square structure, a rectangular structure, or a hexagonal structure as necessary to increase light absorption, but the scope of the present invention is not limited thereto. That is, the wires may be arranged in an irregular structure so as to retain the characteristics of the random media.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 도 9a와 b는 와이어의 단면이 원형과 스타디움 형태일 때의 각각의 흡수 스펙트럼으로, 이 흡수 스펙트럼으로부터 광 흡수율을 계산할 수 있다. 9A and 9B, FIGS. 9A and 9B show respective absorption spectra when the cross sections of the wires have a circular shape and a stadium shape, and light absorption can be calculated from the absorption spectrum.
도 9a를 참조하면, 와이어의 단면이 원형인 경우의 흡수 스펙트럼에서는, 흡수 피크들이 일정한 주기를 가지고 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 와이어 내부에서 형성되는 원형의 공명모드들이 일정한 규칙성을 가지고 있기 때문이다. 이에 비해, 도 9b를 참조하면, 와이어의 단면이 스타디움형인 경우의 흡수 스펙트럼에서는, 단면이 원형인 경우보다 피크가 더 많이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 스타디움 형태에 생성되는 공명 모드들이 원형인 경우보다도 훨씬 더 많기 때문임을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9A, it can be seen that in the absorption spectrum when the cross section of the wire is circular, absorption peaks appear at regular intervals. That is, the circular resonance modes formed inside the wire have a certain regularity. In contrast, referring to FIG. 9B, it can be seen that in the absorption spectrum when the cross section of the wire is a stadium type, more peaks exist than when the cross section is a circular shape. That is, it can be confirmed that the resonance modes generated in the stadium form are much more than in the case of the circular form.
따라서, 이러한 흡수 스펙트럼의 차이에 따라서 전체 광 흡수율에도 커다란 차이가 생기게 된다. 와이어의 단면이 원형인 경우의 광 흡수율은 53.2 퍼센트인데 비해 스타디움형의 광 흡수율은 66.5 퍼센트이다. 즉, 두 흡수율을 비교하면 와이어의 단면이 스타디움 형태인 경우가 단면이 원형인 경우에 비해 광 흡수율이 1.25 배 더 증가했음을 확인할 수 있다. Therefore, a large difference also occurs in the overall light absorption rate according to the difference in the absorption spectrum. The light absorption of the stadium type is 53.2 percent, whereas the light absorption of the stadium type is 66.5 percent. That is, when comparing the two absorption rates, it can be seen that the light absorption rate is increased by 1.25 times when the cross section of the wire is in the form of a stadium.
즉, 와이어의 단면이 혼돈 공진기 형태인 경우에는 획기적으로 광 흡수율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. That is, when the cross section of the wire is in the form of chaotic resonator it can be seen that the light absorption is significantly increased.
또한, 광 흡수율 계산에서 실리콘 와이어를 사용하여 계산하였으나, 만약 에너지 변환효율이 높은 다른 물질로 혼돈 공진기 형태의 나노와이어 또는 마이크로와이어를 제조한다면 훨씬 더 높은 광 효율을 가지는 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어를 기대할 수 있다.In addition, the calculation of the light absorption rate was calculated using silicon wire, but if nanowires or microwires in the form of chaotic resonators are manufactured from other materials with high energy conversion efficiency, chaotic nanowires or chaotic microwires having much higher light efficiency may be used. You can expect
즉, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어에서 와이어의 단면을 혼돈 공진기 형태로 구현하면 와이어 단면 공간에 중첩되는 복수개의 공명모드들이 형성되어 광 흡수율을 현저하게 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 혼돈 공진기 형태는 공진기 내부의 궤적의 위상 공간에서 궤적이 불규칙하게 나타나는 혼돈 궤적이 형성되도록 도형 형태를 결정할 수 있다. That is, when the cross section of the wire is implemented in the chaotic nanowire or the chaotic microwire in the form of a chaotic resonator, a plurality of resonance modes overlapping the wire cross-sectional space may be formed, thereby significantly increasing light absorption. For example, the shape of the chaotic resonator may determine the shape of the figure so that the chaotic trajectory in which the trajectory is irregular in the phase space of the trajectory inside the resonator is formed.
혼돈 궤적이 형성되도록 하는 혼돈 도형의 형태는 원의 수식에 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있으며, 타원의 수식에 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태일 수 있다. 예를 들면 다른 수식은 사인 함수 혹은 코사인 함수일 수 있다.The shape of the chaotic figure for forming the chaotic trajectory may be a figure form determined by adding another equation to the equation of the circle, or may be a figure form determined by adding another equation to the equation of the ellipse. For example, another expression may be a sine function or a cosine function.
또한, 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 혼돈 도형의 형태는 반지름이 다른 원호들이 결합된 도형 형태 또는 반지름이 다른 원호들과 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태 또는 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태일 수 있다. 이때 하나의 호의 반지름이 무한대 일 수 있다. 또한, 타원이 결합된 도형 형태에서 이심률이 1 인 타원을 포함한 도형 형태일 수 있다. In addition, the shape of the chaotic figure to form a chaotic trajectory is a shape of a combination of arcs of different radii or a shape of a combination of arcs of different radii and ellipses of different eccentricity or arcs of different ellipses It may be in the form of a figure. At this time, the radius of one arc may be infinite. Also, in the shape of an ellipse combined, the shape may include an ellipse having an eccentricity of 1.
즉, 혼돈 공진기는 와이어의 단면에서 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태로 결정될 수 있으며, 위상 공간의 전체 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 나선형, 스타디움, 카디오이드(Caedioid), 전구(bulb)형, 나선형, 반달형 등의 도형 형태 및 위상 공간의 일부 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 쿼드러폴(Quadrupole), 머쉬룸(mushroom), 아령형, 리마손, 륄로 삼각형, 오발(oval)형 등의 도형 형태 중의 하나로 결정할 수 있다. In other words, the chaotic resonator may be determined in the form of a shape such that the chaotic trajectory is formed in the cross section of the wire, and the spiral, the stadium, the cardioid, the bulb type, the spiral, the half moon type having the chaotic trajectory in the entire region of the phase space. The shape may be determined as one of a figure shape such as quadrupole, mushroom, dumbbell, limason, triangular triangle, and oval shape having a chaotic trajectory in a portion of the phase space.
예를 들어, 2차원 혼돈 공진기 형태로서 스타디움 형 또는 버섯 모양처럼 원호와 직선들로 구성된 형태를 혼돈 공진기 형태로 결정할 수 있다. 또한, 쿼드러폴(Quadrupole), 나선형처럼 원의 수식에서 각도에 따라 경계면과 중심점과의 거리가 달라지는 형태를 갖도록 혼돈 공진기 형태를 결정할 수도 있고, 타원의 수식에 다른 수식이 더해진 형태로 혼돈 공진기 형태를 결정할 수 있다. For example, a shape consisting of arcs and straight lines, such as a stadium type or a mushroom shape, may be determined as a chaotic resonator type as a 2D chaotic resonator type. In addition, the shape of the chaos resonator may be determined such that the distance between the boundary surface and the center point varies according to the angle in the equation of the circle, such as quadrupole and spiral, or the chaotic resonator shape may be formed by adding another equation to the equation of the ellipse. You can decide.
또한, 2차원 혼돈 공진기 형태로서 반지름이 다른 원호들이 결합된 도형 형태 또는 반지름이 다른 원호들과 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태 또는 상기 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태를 혼돈 공진기 형태로 결정할 수 있다. 이 때 하나의 호의 반지름이 무한대 일 수 있다.In addition, the form of a two-dimensional chaotic resonator is a shape of a combination of arcs of different radii, or a shape of a combination of arcs of different radii and ellipses with different eccentricity, or a shape of a combination of ellipses with different eccentricities. It can be determined in the form of resonators. At this time, the radius of one arc may be infinite.
예를 들어, 2차원 혼돈 공진기 형태로서, 륄로 삼각형처럼 반지름이 다른 원호들의 집합으로 만들어지는 도형 형태도 혼돈 공진기의 역할이 가능할 수 있다. 또한, 원호와 직선으로 이루어진 스타디움 형태에서도 원형을 여러 직선들로 나누어 다각형 구조로 바꾸어도 혼돈 공진기 구조의 효과가 거의 유사하게 나올 것으로 기대되므로, 혼돈 공진기 구조를 가질 수 있도록 하는 단순한 형태의 변환으로도 높은 광효율의 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어를 기대할 수 있다. For example, in the form of a two-dimensional chaotic resonator, a figure formed by a set of circular arcs having different radii like a triangular triangle may also serve as a chaotic resonator. In addition, even in the stadium form of circular arcs and straight lines, the effect of the chaotic resonator structure is expected to be almost similar even if the circle is divided into a plurality of straight lines, and thus the chaotic resonator structure is almost similar. Light efficiency chaotic nanowires or chaotic microwires can be expected.
또한, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어의 직경의 크기, 길이는 와이어 내에서 공명 모드가 형성될 수 있는 직경의 크기, 길이로 결정 될 수 있다. 예를 들어, 와이어는 와이어의 길이는 1 나노미터에서 10 밀리미터 일 수 있고, 와이어 단면의 장축에 대한 단축의 비는 1.0에서 0.001 사이이며, 와이어 단면의 단축의 길이는 1 나노 미터에서 10 밀리미터 크기를 가지도록 제작될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the size and length of the diameter of the chaotic nanowires or chaotic microwires may be determined by the size and length of the diameter in which the resonance mode can be formed in the wire. For example, a wire can have a wire length of 1 nanometer to 10 millimeters, a ratio of the short axis to the long axis of the wire cross section is between 1.0 and 0.001, and the length of the short axis of the wire cross section is from 1 nanometer to 10 millimeters in size. It may be manufactured to have, but the scope of the present invention is not limited thereto.
또한, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어를 이용하여, 고효율의 태양전지를 제조할 수 있다. 즉, 기판상에 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어를 충전물과 함께 배열하고, 전극을 증착함으로써, 광 흡수율이 향상된 태양전지를 제작할 수 있다. 이때, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어는 삼각형 구조, 정사각형 구조, 직사각형 구조 또는 육각형 구조의 격자 구조로 배열될 수 있다. 또한, 혼돈 나노와이어 또는 혼돈 마이크로와이어는 랜덤 미디어의 특성을 보유하도록 불규칙한 구조로 배열될 수도 있다.In addition, high efficiency solar cells can be manufactured using chaotic nanowires or chaotic microwires. That is, by arranging chaotic nanowires or chaotic microwires with a filler on a substrate and depositing electrodes, a solar cell having improved light absorption can be manufactured. In this case, the chaotic nanowires or the chaotic microwires may be arranged in a lattice structure of a triangular structure, a square structure, a rectangular structure, or a hexagonal structure. In addition, chaotic nanowires or chaotic microwires may be arranged in an irregular structure to retain the properties of random media.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (17)

  1. 혼돈 나노와이어에 있어서,In chaotic nanowires,
    상기 와이어의 단면은 상기 와이어의 단면 공간에 복수개의 공명모드들이 중첩되어 형성되도록 하는 2차원 혼돈 공진기 형태를 가지는 혼돈 나노와이어.The cross section of the wire has a chaotic nanowire having a two-dimensional chaotic resonator shape to form a plurality of resonance modes overlapping the cross-sectional space of the wire.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 2차원 혼돈 공진기 형태는 공진기 내부의 궤적이 위상 공간에서 불규칙하게 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태인 혼돈 나노와이어.The 2D chaotic resonator is a chaotic nanowire having a shape such that the trajectory inside the resonator is irregularly formed in the phase space.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 2차원 혼돈 공진기 형태는 스카 형의 공명모드가 나타나는 타원의 공진기 형태를 포함하는 혼돈 나노와이어.The two-dimensional chaotic resonator shape is a chaotic nanowire including an elliptic resonator shape in which the ska type resonance mode appears.
  4. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 와이어의 길이는 1 나노미터에서 10 밀리미터 이고, 와이어 단면의 장축에 대한 단축의 비는 1.0에서 0.001 이며, 와이어 단면의 단축의 길이는 1 나노 미터에서 10 밀리미터인 혼돈 나노와이어.Wherein the length of the wire is from 1 nanometer to 10 millimeters, the ratio of the short axis to the long axis of the wire cross section is from 1.0 to 0.001, and the length of the short axis of the wire cross section is from 1 nanometer to 10 millimeters.
  5. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는, 상기 궤적이 위상 공간의 전체 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 카디오이드(Caedioid), 전구(bulb)형, 반달형의 도형 형태 및 상기 궤적의 위상 공간의 일부 영역에서 혼돈 궤적을 가지는 머쉬룸(mushroom), 아령형, 리마손, 륄로 삼각형, 오발(oval)형의 도형 형태 중의 하나인 혼돈 나노와이어.In the figure form for forming the chaotic trajectory, the chaotic trajectory has a chaotic trajectory in the entire region of the phase space, and the chaotic trajectory in the phase space of the trajectory Chaotic nanowires, one of the shape of the locus with a locus, dumbbell, limason, triangular and oval shapes.
  6. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 원의 수식에 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태인 혼돈 나노와이어.The shape of the figure to form the chaos trajectory is a chaotic nanowire is a shape of the figure is determined in the form of the addition of other equations to the equation of the circle.
  7. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 타원의 수식에 다른 수식이 더해진 형태로 결정되는 도형 형태인 혼돈 나노와이어.The shape of the figure to form the chaotic trajectory is a chaotic nanowire is a shape of the shape determined by the addition of other formulas to the formula of the ellipse.
  8. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 반지름이 다른 원호들이 결합된 도형 형태 또는 반지름이 다른 원호들과 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태 또는 상기 이심률이 다른 타원의 호들이 결합된 도형 형태인 혼돈 나노와이어.The figure form for forming the chaotic trajectory is a figure form combined with arcs of different radius, or a figure form combining arcs of different radius and ellipses having different eccentricity rates, or a shape form combining arcs of ellipses having different eccentricity rates. Phosphorus Chaos Nanowires.
  9. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태에서의 반지름이 다른 원호들 중 하나의 원호의 반지름이 무한대인 것을 포함하는 혼돈 나노와이어.Chaos nanowires, including the radius of one of the arcs of different arcs in the shape of the shape so that the chaos trajectory is formed is infinite.
  10. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태에서의 이심률이 1인 타원을 포함하는 혼돈 나노와이어.A chaotic nanowire comprising an ellipse having an eccentricity of 1 in a figure form that allows the chaotic trajectory to be formed.
  11. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 쿼드러폴(Quadrupole) 형태인 혼돈 나노와이어. The shape of the chaotic trajectory to form is chaotic nanowires in the form of a quadrupole.
  12. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 나선형(Spiral) 형태인 혼돈 나노와이어.The shape of the chaotic trajectory to form is a chaotic nanowire of the spiral (Spiral) form.
  13. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 혼돈 궤적이 형성되도록 하는 도형 형태는 스타디움 형태인 혼돈 나노와이어. The chaotic trajectory to form the chaotic trajectory is a chaotic nanowire of the stadium form.
  14. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13,
    상기 스타디움 형태에서 경계면은 원호와 직선 또는 타원의 호와 직선인 혼돈 나노와이어. In the stadium form, the interface is a chaotic nanowire that is straight with an arc and a straight line or an ellipse arc.
  15. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    기판;Board;
    충전물; 및Filler; And
    전극;을 더 포함하여 태양전지를 형성하는 혼돈 나노와이어. Chaotic nanowires further comprising an electrode; to form a solar cell.
  16. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15,
    상기 와이어들은 삼각형 구조, 정사각형 구조, 직사각형 구조 또는 육각형 구조의 격자 구조로 배열되는 혼돈 나노와이어. The wires are chaotic nanowires arranged in a lattice structure of triangular, square, rectangular or hexagonal structures.
  17. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15,
    상기 와이어들은 랜덤 미디어의 특성을 보유하도록 불규칙한 구조로 배열되는 혼돈 나노와이어.The wires are chaotic nanowires arranged in an irregular structure to retain the properties of random media.
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