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수열합성법을 이용한 산화아연 나노와이어의 에피택시 성장
Epitaxial Growth of ZnO Nanowires on Sapphire (001) Substrates Using a Hydrothermal Process 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.31 no.7, 2018년, pp.502 - 509  

함다슬 (조선대학교 재료공학과) ,  정병언 (조선대학교 재료공학과) ,  양명훈 (조선대학교 재료공학과) ,  이종관 (조선대학교 재료공학과) ,  최영빈 (조선대학교 재료공학과) ,  강현철 (조선대학교 재료공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Epitaxial ZnO nanowires (NWs) were synthesized on sapphire (001) substrates using a hydrothermal process. The effects of the pH value of the precursor solution on the structural and optical properties of the resulting NWs was studied. The epitaxial relationship and the domain matching configuration ...

주제어

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문제 정의

  • 5°-rotation 방위 관계가 관찰되었는데, 이는 수열합성법으로 제조한 산화아연 나노와이어가 초기 씨앗층의 에피택시 특성을 승계하는 것으로 유추하였다. 본 연구는 방사광 XRD 단결정 회절 기법을 이용하면 단일 산화아연 나노와이어의 결정학적 특성을 분석할 수 있는 단초를 제공하였다. 특히 X-선 나노빔 회절 기술을 이용하면 산화아연 나노와이어의 뿌리 부분부터 끝부분까지 국부적이고 독립적인 응력 분포를 규명할 수 있는 것으로 기대된다.
  • 냉각된 auto-clave에서 시편을 꺼낸 후 에탄올과 증류수로 세척하고 상온에서 건조하였다. 본 연구에서는 산화아연 나노와이어의 물성이 최적화되도록 전구체 용액의 농도 및 수열합성 공정 온도를 사전에 조사하였다 [11]. 본 논문에서 실험한 전구체 용액의 농도는 0.
  • 본 연구에서는 수열합성법으로 성장한 산화아연 나노와이어와 sapphire 기판과의 에피택시 특성을 연구하였다. 전구체 수용액의 pH 값이 산화아연 나노와이어의 구조적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
  • 특히 산화아연 박막에서 형성되는 에피택시 관계와 비슷한 방위 관계를 형성 할 것으로 예측된다. 본 연구에서는 수열합성으로 성장한 산화아연 나노와이어와 sapphire 기판 사이의 에피택시 관계를 규명하기 위하여 off-specular Bragg 피크를 조사하였다. ZnO (112) Bragg 피크와 sapphire (113) Bragg 피크를 측정하였다.
  • 본 연구에서는 수열합성법으로 성장한 산화아연 나노와이어와 sapphire 기판과의 에피택시 특성을 연구하였다. 전구체 수용액의 pH 값이 산화아연 나노와이어의 구조적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 방사광 X-선 산란 실험을 통하여 산화아연 나노와이어의 원자 배열의 구조적 특성을 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대표적인 씨앗층 제조법은? 씨앗층은 기판과의 화학적 접합 뿐만 아니라 원자 배열 등 물리적인 접합도 제공한다. 대표적인 씨앗층 제조법은 수열합성에 사용되는 전구체를 상대적으로 낮은 농도에서 제조한 후 spin coating하는 방법과 전구체 용액에 기판을 담그는 방법이 사용되었다. 스퍼터 증착법을 이용한 산화아연 박막 씨앗층의 효과도 보고되었다 [25].
ZnO 나노구조체는 어떤 형태로 제조할 수 있는가? 최근 나노미터 크기를 갖는 다양한 나노구조체를 제조할 수 있는 기술 개발과 함께 이를 전자 소자에 활용하기 위한 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO 나노구조체는 나노로드(nanorod), 나노와이어(nanowire), 나노플라워(nanoflower) 등 매우 다양한 형태로 제조할 수 있다 [10-17].
수열합성법의 장점은? 대표적으로 증기상(vapor phase)을 이용한 chemical vapor deposition 법 [22], vapor transport법 [23] 등이 보고되었다. 아울러 화학적 전구체(precursor)를 원재료로 이용하는 수열합성(hydrothermal)법은 단순한 실험장치, 낮은 제조 원가 등 장점을 가지고 있다 [10,15]. 최근에는 super-saturation 조건을 조절하여 나노와이어의 지름, 길이와 형상을 조절하는 연구가 제시되었다 [15,19,24].
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참고문헌 (30)

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  30. H. G. Chen, C. W. Wang, and Z. F. Tu, Mater. Chem. Phys., 144, 199 (2014). [DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2013.12.044] 

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