반도체 나노입자 / 탄소나노튜브 복합체 합성 방법에 따른 특성 연구 Characterization of multiwalled carbon nanotube/semiconductor nanoparticles composites and comparison of two kinds of synthesis method원문보기
나노미터의 극미세 영역에서 새로운 물리적 현상과 향상된 물질 특성을 나타내는 연구결과가 보고되면서 나노기술이라는 새로운 분야에 대한 관심이 집중되어 정보통신, 의약, 소재, 제조공정, 환경 및 에너지 분야 등 21세기를 선도해 갈 미래의 기술로 인식 되었다. 이러한 나노기술 분야 중 새로운 물질의 구현과 산업적 응용성에 있어 가장 크게 각광을 받고 있는 분야가 탄소나노튜브와 반도체 나노입자이다. 탄소나노튜브는 구조적 이등방성이 크며(직경: 수십∼수백 nm, 길이: 수십∼수백 ㎛), 단일벽 (Singlewall; ...
나노미터의 극미세 영역에서 새로운 물리적 현상과 향상된 물질 특성을 나타내는 연구결과가 보고되면서 나노기술이라는 새로운 분야에 대한 관심이 집중되어 정보통신, 의약, 소재, 제조공정, 환경 및 에너지 분야 등 21세기를 선도해 갈 미래의 기술로 인식 되었다. 이러한 나노기술 분야 중 새로운 물질의 구현과 산업적 응용성에 있어 가장 크게 각광을 받고 있는 분야가 탄소나노튜브와 반도체 나노입자이다. 탄소나노튜브는 구조적 이등방성이 크며(직경: 수십∼수백 nm, 길이: 수십∼수백 ㎛), 단일벽 (Singlewall; SW), 다중벽 (Multiwall; MW), 다발 등의 다양한 형태가 존재한다. 또한 3차원적으로 튜브의 형태가 말리는 방향에 따라 도체, 반도체의 성질을 나타내며 직경의 크기에 따라 에너지갭이 달라지고, 준일차원적 구조를 가지고 있어 독특한 양자효과를 나타낸다. 탄소나노튜브의 독특한 구조 및 물성이 보여주는 다기능성은 평면표시소자, 고집적 메모리소자, 2차 전지 및 초고용량 캐패시터(supercapacitor), 수소저장 물질, 화학센서, 고강도/초경량 복합재료, 전자파차폐 물질 등에 응용성이 뛰어나며 기존의 소자가 갖는 한계를 넘어설 가능성을 갖고 있다. 수 나노크기의 반도체 입자는 기존의 마이크로미터의 입자와는 전혀 다른 물리화학적 성질과 광전자 특성을 보인다. 카드뮴 셀루나이드 (CdSe)나 카드뮴 텔루나이드 (CdTe) 같은 Ⅱ-Ⅵ족 화합물들은 벌크 상에서는 에너지갭이 근적외선 영역에 해당하나, 크기가 작아짐에 따라 에너지갭의 증가와 양자효과로 인해 가시광선 영역의 에너지갭을 갖는 것으로 알려져 있어 가시광선 영역의 광소자의 소재로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 공유결합 및 정전기적 인력을 이용해 탄소나노튜브-반도체 나노입자 복합체를 합성하였으며 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. 탄소나노튜브의 표면은 카르복실 산으로 처리하였고 반도체 나노입자는 3-머캅토 프로피오닉 애시드(3-mercaptoproponic acid) 및 2-디에틸아미노 에틸사이올 하이드로클로라이드(2-(dimethylamino) ethanethiol hydrochloride)를 안정제로 사용하여 합성하였다. 반도체 나노입자와 탄소나노튜브 간의 공유결합은 아미드(amid) 형성 반응을 통해 이루어졌으며 나노입자-튜브간의 전정기적 인력은 서로 반대되는 전하를 표면처리 함으로써 유도하였다. X선 광전자 스펙트럼(X-ray photoelectron spectroscopy; XPS)을 통해 복합체의 결합에너지를 분석하였으며, 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼 및 광발광 스펙트럼(Photoluminescence; PL) 으로 시료의 광학적 특성을 분석하였다. X선 회절(X-ray diffraction; XRD) 및 투과전자현미경 (Transmission electron microscopic; TEM)으로는 복합체의 구조를 분석하였다.
나노미터의 극미세 영역에서 새로운 물리적 현상과 향상된 물질 특성을 나타내는 연구결과가 보고되면서 나노기술이라는 새로운 분야에 대한 관심이 집중되어 정보통신, 의약, 소재, 제조공정, 환경 및 에너지 분야 등 21세기를 선도해 갈 미래의 기술로 인식 되었다. 이러한 나노기술 분야 중 새로운 물질의 구현과 산업적 응용성에 있어 가장 크게 각광을 받고 있는 분야가 탄소나노튜브와 반도체 나노입자이다. 탄소나노튜브는 구조적 이등방성이 크며(직경: 수십∼수백 nm, 길이: 수십∼수백 ㎛), 단일벽 (Singlewall; SW), 다중벽 (Multiwall; MW), 다발 등의 다양한 형태가 존재한다. 또한 3차원적으로 튜브의 형태가 말리는 방향에 따라 도체, 반도체의 성질을 나타내며 직경의 크기에 따라 에너지갭이 달라지고, 준일차원적 구조를 가지고 있어 독특한 양자효과를 나타낸다. 탄소나노튜브의 독특한 구조 및 물성이 보여주는 다기능성은 평면표시소자, 고집적 메모리소자, 2차 전지 및 초고용량 캐패시터(supercapacitor), 수소저장 물질, 화학센서, 고강도/초경량 복합재료, 전자파차폐 물질 등에 응용성이 뛰어나며 기존의 소자가 갖는 한계를 넘어설 가능성을 갖고 있다. 수 나노크기의 반도체 입자는 기존의 마이크로미터의 입자와는 전혀 다른 물리화학적 성질과 광전자 특성을 보인다. 카드뮴 셀루나이드 (CdSe)나 카드뮴 텔루나이드 (CdTe) 같은 Ⅱ-Ⅵ족 화합물들은 벌크 상에서는 에너지갭이 근적외선 영역에 해당하나, 크기가 작아짐에 따라 에너지갭의 증가와 양자효과로 인해 가시광선 영역의 에너지갭을 갖는 것으로 알려져 있어 가시광선 영역의 광소자의 소재로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 공유결합 및 정전기적 인력을 이용해 탄소나노튜브-반도체 나노입자 복합체를 합성하였으며 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. 탄소나노튜브의 표면은 카르복실 산으로 처리하였고 반도체 나노입자는 3-머캅토 프로피오닉 애시드(3-mercaptoproponic acid) 및 2-디에틸아미노 에틸사이올 하이드로클로라이드(2-(dimethylamino) ethanethiol hydrochloride)를 안정제로 사용하여 합성하였다. 반도체 나노입자와 탄소나노튜브 간의 공유결합은 아미드(amid) 형성 반응을 통해 이루어졌으며 나노입자-튜브간의 전정기적 인력은 서로 반대되는 전하를 표면처리 함으로써 유도하였다. X선 광전자 스펙트럼(X-ray photoelectron spectroscopy; XPS)을 통해 복합체의 결합에너지를 분석하였으며, 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼 및 광발광 스펙트럼(Photoluminescence; PL) 으로 시료의 광학적 특성을 분석하였다. X선 회절(X-ray diffraction; XRD) 및 투과전자현미경 (Transmission electron microscopic; TEM)으로는 복합체의 구조를 분석하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.