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무용매 합성법에 의한 나노 디바이스용 무기 나노입자의 구조제어와 대량합성

전문가 제언: ○ 최근 금속반도체 기술이 급속히 발전되면서부터 우리나라에서도 나노 입자를 안정화시키는 방법으로서 유기 배위자 환원제를 용매로 사용한 나노 입자를 합성하고자 대학 및 연구소에서 노력을 하고 있다. 액상 합성법에 대하여는 이미 여러 가지 금속 반도체 나노 입자에 대한 구조 제어가 이루어지고 있으며, 지금은 반응의 균일성을 도출하고자 용매를 사용하여 금속 나노 입자의 1차 구조를 정밀하게 제어하면서 대량합성 하고자하는 연구가 진행되고 있다. 앞으로 Pd, Pt 나노 입자에 대해서는 대량의 배위자 중에서 1단 무 용매합성에 의한 입경 제어와 대량합성이 되어야 한다고 보고 있다.

○ Au, Ag 나노 입자의 입경 제어에서 배위자량 감소가 입경 증대는 가져올 수 있지만, 입경 분포가 확대되는 결점이 있다. 정밀 입경제어 방법에서는 톨루엔/물 2상계의 상(phase) 간의 촉매 이동에 의해 염화금산 이온 수상에서 톨루엔 상으로 환원시킴으로써, 알칸치올 보호 Au 나노 입자를 생산할 수 있게 된다. 이때 톨루엔의 증유 제거에 의해 얻어진 CnS-Au 나노 입자 고형물은 열처리하게 되면, 나노 입자 입경 제어가 될 수 있으며, 또한 Ag 나노 입자의 입경 제어도 무 용매 열처리방법에 의해 용이하게 제어될 수 있다. 앞으로는 Au 클러스터의 원자 수 제어와 Ag 클러스터의 선택적 대량합성 기술개발이 요구된다.

○ CdSe로 대표되는 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 나노 입자는 새로운 발광 재료로서 주목을 받고 있으나, 종전의 합성법은 원료에 휘발성이 있는 독성이 강한 금속 화합물을 사용하였기 때문에 안전하고 쉬운 합성방법이 요구되고 있었다. 이러한 관점에서 폭발성 및 휘발성을 갖지 않는 금속 이온 전구체를 원료로 사용하여, 안전하면서 입경 제어가 가능한 CdSe 및 CdS 나노 입자에 대해 새로운 무 용매합성법이 최근 소개되고 있다. 앞으로 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 나노 입자의 입경제어 범위 확대와 표면 피복에 의한 발광 양자 수율향상 및 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 나노 입자의 새로운 무 용매합성법 도출이 되었으면 한다.

저자: Tsukuba Univ.
자료유형: 학술정보