일반기술

나노 형광체/나노소재 이종접합구조체 및 그 제조방법

본 기술은 나노 형광체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노 광원이나 디텍터(detector) 및 프로브(probe) 등의 다양한 나노분석 장치에 이용될 수 있는 나노 형광체/나노소재 이종접합구조체 (heterostructure) 및 그 제조방법에 관한 것이다.본 기술의 나노 형광체/나노소재 이종접합구조체를 제조하는데 있어서, 기재 상에 나노막대를 일방향, 바람직하게는 수직으로 성장시키기 위해 다양한 증착법이 이용될 수 있다. 본 기술에 사용될 수 있는 기재로는 나노소재용으로 이용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 유리, 실리콘 및 알루미나 등을 들 수 있다. 상기 기재상에 나노막대를 형성하기 위한 소재 역시 나노소재용으로 이용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 ZnO, GaN, Si, InP, InAs, GaAs, Ge, 카본나노튜브 및 이들의 조합을 들 수 있다.예를 들어, 산화아연으로 나노소재를 제조하는 경우에, 아연-함유 유기금속과 산소-함유 기체 또는 산소-함유 유기물을 반응기에 주입하고, 상압 또는 그 이하의 압력 및 1,200℃이하의 온도 조건 하에서 상기 반응물질들을 반응시키면, 유기금속 화학증착법에 의해 기재 상에 증착, 성장이 일어나 산화아연 나노선 또는 나노막대 형태의 나노소재가 제조될 수 있다.이러한 유기금속 화학증착법에 의하면, 금속 촉매를 사용하지 않으므로 나노선 또는 나노막대의 팁 부위에 금속 촉매가 잔류할 가능성이 없고 나노선 또는 나노막대가 기재에 대해 일방향, 바람직하게는 수직으로 성장하게 되고, 그 두께와 길이가 균일하며 직경도 200nm 이하의 작은 범위, 바람직하게는 수 나노미터까지의 수준으로 조절가능하므로, 금속 증착을 통한 이종접합구조체의 제조가 수월하게 이루어질 수 있다.본 기술에 사용될 수 있는 나노 형광체의 구체적인 예로는 CaS:Eu, ZnS:Sm, Y2O2S:Eu, Gd2O3:Eu와 같은 적색 형광체, ZnS:Tb, ZnS:Ce, Cl, Gd2O2S:Tb, SrGa2S4:Eu, Y2SiO5:Tb와 같은 녹색 형광체, SrS:Ce, ZnS:Tm, YSiO5:Ce와 같은 청색 형광체, YAG(Yittrium, Alumium, Garnet)와 같은 백색광 및 여러 가지 산화물, 황화물 계 형광체 물질의 배합을 들 수 있다. 나노소재상에 나노 형광체를 증착하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 이용되는 모든 증착방법이 사용될 수 있다. 따라서, 스퍼터링(sputtering), 열 또는 전자빔 증발법(thermal or e-beam evaporation), 펄스 레이저 증착법(pulse laser deposition), 분자 빔 증착법(Molecular beam epitaxy) 등과 같은 물리적인 성장방법 뿐만이 아니라, 화학증착법(CVD) 등과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다. 필요에 따라, 발광 효율을 높이기 위해 나노 형광체가 증착된 이종구조 나노소재를 열처리할 수 있다