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산화아연 구상입자의 나노 계층구조

전문가 제언: ○ 지금까지 산화아연(ZnO)이 벌크형 전자재료로 이용되는 사례는 연질 자성체(soft ferrite core)나 배리스터(varistor) 소자 등이다. 연질 자성체는 인덕터나 트랜스포머용 자심으로 사용되며, 산화철(Fe2O3), 산화망간(Mn3O4), 산화니켈(NiO), 등과 적절히 조합하여 만든 소결체이다. 또 배리스터는 전자 디바이스를 구성하는 회로부품을, 정전기나 서지(surge) 전압으로부터 보호하는 기능을 하는 가변저항 소자이다.

○ 이와 같은 산화아연을 나노결정 분말이나 박막으로 합성하면, 배향제어 효과가 나타난다. 이 효과를 이용하면 차세대에 에너지 저장이 가능한 이차전지나 광촉매 등의 전기·전자재료나 광재료에 응용할 수 있다. 나노크기의 결정은 일반적으로 금속이온을 함유한 용액을 출발물질로 이용하는 습식법(또는 용액법)을 이용한다. 지금까지 알려진 습식법은 수열합성법이나 졸겔법과 본 논문에 소개된 용매열법 등이 있다.

○ 습식법을 이용하면 합성과정에서 출발물질의 종류, 용액의 pH, 용액의 온도, 금속이온의 농도 등에 따라서 합성된 물질의 결정구조와 입자형태가 다르다. 따라서 나노 또는 마이크로 미터 단위의 미립 분말을 얻을 수 있는 장점은 있으나 공정이 복잡하고 제어하기 어려운 문제가 있다. 특히 대량생산에 적용하면 다량의 폐수를 처리해야 하는 난제도 뒤따른다.

○ 우리나라에서는 나노기술의 발전과 함께 다시 관심이 모아져서 대학교 또는 연구소에서 다양한 연구가 진행되고 있다. 예를 들면 전남대학교에서 나노물질을 합성하는 새로운 방법으로 초급속 연소합성법을 개발했다. 즉 폴리올이라는 용매를 이용해 짧은 시간에 용액을 점화시켜 연소반응을 일으키는 합성 방법이다. 이 기술은 용매열법을 한단계 발전시킨 기술이다. 앞으로 박막기술의 발전과 함께 더욱 활성화 될 것으로 예상된다.

저자: Nariko Saito
자료유형: 학술정보