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ZnO 나노구조 형태

전문가 제언: ○ ZnO는 화합물 반도체로 3.37eV 밴드갭 에너지를 가지며, 실온에서 결합에너지가 60meV로서 열에너지(26meV)보다 크다. 최근에 태양전지, 레이저, 발광다이오드 등 광전자 소자에 이르기까지 다양한 분야에서 응용이 연구되고 있다.

○ 따라서 균일한 크기의 ZnO 나노입자를 합성하는 기술의 중요하게 되고 있고, 여러 가지 합성방법이 제안되고 있다. 합성에는 크게 물리적인 합성방법과 유기금속화합물의 가수분해의 응축반응에 기초한 졸-겔 공정이 주류를 이루고 있다.

○ 실제 화학기상 증착법(CVD), 레이저 어블레이션(Laser ablation), 이온삽입, 레이저펄스 증착과 화학적 습식법으로 졸-겔 프로세스, 유기금속화합물의 산화반응에 의한 열분해 방법 등이 있다. 실제 상용화를 위해서는 대량으로 생산이 가능한 간단한 프로세스 개발이 필요하다.

○ 이 연구에서는 습식화학 방법에서 친수성의 PAA-PAM 이중 공중합체를 도입하여 ZnO 입자성장에 미치는 영향을 조사하였다. 이중 공중합체 비율을 조정함으로써 원형 나노구조나 육각형의 ZnO 결정을 얻을 수 있었다.

○ 국내의 경우 ZnO 관련 나노 재료연구는 연구소, 대학 등에서 기초연구를 하고 있고 성과물이 발표되고 있다. 다만 연구이력이나 연구비 한계로 광소자 전반에 걸쳐 연구가 진행된 것은 아니고 실제 수요와 시장이 존재하는 광통신 소자에 많이 집중되어 있다.

○ 향후 ZnO 나노재료의 연구는 단순한 나노와이어나 로드의 합성을 넘어서 실용화와 응용연구로 이어져야 한다. 실용화에는 용액법에 의한 대량 합성공정의 실현이 중요할 것으로 보이며 관련 연구자들의 관심과 노력이 요구되고 있다.

저자: A.MEZY, C.GERARDIN, D.TICHIT, D.RAVOT, S.SUWANBOON, J.C.TEDENAC
자료유형: 학술정보