1. 분석자 서문
최근 급증하고 있는 나노관련 연구는 기존 마이크론 크기에서 보여지지 않았던 다양한 현상들을 선보이기 시작했다. 물질 입자가 나노 크기만큼 작아지면서 물질 자체의 물리적, 화학적 성질이 크게 변한 것이다. 특히, 산화물 반도체의 경우, 반도체 입자 성질은 입자 크기와 밀접한 연관을 갖는다. 소위 양자효과 (Quantuam-size effect)라 불리는 이 현상은, 입자 크기가 수 나노 미터 이하로 작아지면서 전자와 정공 (hole) 전하들의 이동 경로
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1. 분석자 서문
최근 급증하고 있는 나노관련 연구는 기존 마이크론 크기에서 보여지지 않았던 다양한 현상들을 선보이기 시작했다. 물질 입자가 나노 크기만큼 작아지면서 물질 자체의 물리적, 화학적 성질이 크게 변한 것이다. 특히, 산화물 반도체의 경우, 반도체 입자 성질은 입자 크기와 밀접한 연관을 갖는다. 소위 양자효과 (Quantuam-size effect)라 불리는 이 현상은, 입자 크기가 수 나노 미터 이하로 작아지면서 전자와 정공 (hole) 전하들의 이동 경로가 짧아지고, 반도체의 전자구조적 성질로 인해 반도체의 밴드갭 (Band gap)이 증가하여 스펙트럼의 Blue-shift가 발생한다. 금속의 경우, 나노 크기를 갖게 되면 surface plasmon resonance (SPR) 현상이라는 스펙트럼 고유의 특징적인 흡수 영역을 보인다. 이 같은 SPR은 금속마다 각각 고유한 흡수 영역을 가지고 있을 뿐만 아니라, 0차원의 양자점 (quantum dot), 1차원의 나노선 (nanowire), 2차원의 나노막대 및 나노판 (nanoplate), 3차원의 나노튜브 (nanotube)같은 입체적 성질에 따라서도 다른 값을 보인다 [1].
반도체 입자 중, CdS, CdSe, InP, InAs 등은 양자크기 효과가 매우 극대화 될 뿐만 아니라, 반도체 입자들간의 소위 Core-shell형태는 나노연구에서 새로운 주 연구 분야로 부상하고 있다. 대표적으로 아래 그림 1과 같이, CdSe (파란색), InP (녹색), InAs (붉은색)의 입자 크기가 커짐에 따라 주 흡광영역은 오른쪽에서 왼쪽으로, 즉 red-shift를 하게 된다. 또한 그림 1B와 같이, CdSe-CdS의 Core-shell형태는 각 입자들의 크기에 따라 다양한 색의 형광을 발한다 [2].
최근, 이 같은 반도체 입자와 금속 입자자간의 하이브리, 혹은 나노복합체에 관해 체계적인 연구가 진행 중이다. 산화물 혹은 산화물 반도체와 금속 입자간의 표면 결합은 페르미 에너지 전위의 동일화를 가져오고, 입자간 사이에서소위 Schottky-barrier라는 에너지 장벽이 발생한다. 지지체로 사용되는 물질은 zeolite, ETS, silica, titania등이 있으며, 지지체에 복합화되는 금속 물질로는 Pt, Ag, Cu, Au, Zn, Ni등이 있다. Host-Guest 라는 측면에서, Guest인 금속이 어떤 Host (지지체)에 어떤 상태로 놓여 있느냐에 따라 나노복합체의 표면기능적, 광물리화학적 특성이 크게 변하게 된다. 본 분석은 최근 몇년 동안 선보이고 있는 Radio-Frequency (RF) 기법을 이용한 Cu, Ag, Au등의 금속의 나노복합화에 관한 것이다. RF 기법은 기존에 사용되던 Sol-gel (SG)법과의 연계를 통해 RF/SG 하이브리드를 구현하였을 때, Host-guest 나노복합체에 다양한 현상을 야기한다.
2. 목차
분석자 서문
1. 나노 복합체 합성
2. 솔젤법에 의한 Inside-cluster 시스템
2.1. Ag/SiO2 나노 시스템
2.2. Cu/SiO2 나노 시스템
3. Outside-Cluster 시스템: RF sputtering
3.1. Ag/SiO2
4. 솔젤법과 RF sputtering기법을 혼용한 Inside-/Outside-Cluster 시스템
5. 분석자 결론
References
3. 원문정보
Lidia Armelao외 6명, Recent trends on nanocomposites based on Cu, Ag and Au clusters: A closer look, Coordination Chemistry Reviews, 2006. 1. 10
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