공기 중 대기압 분위기에서 ZnS의 산화에 의해 생성된 벨트형상과 빗 형상의 ZnO 결정 (ZnO Crystals with Belt and Comb Shapes Synthesized by Oxidation of ZnS in Air Atmosphere)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 24권 / 11호 / 920 ~ 924페이지
· 저자명 : 이근형

초록

벨트 형상과 빗 형상의 ZnO 결정들은 graphite carbon과 ZnO 분말을 이용한 탄소열분해법(carbothermal reduction process)에 의해 주로 합성되고 있다. 그러나 Zn의 높은 증기압이 필요하고, 또한 높은 공정온도(1,350℃〜1,500℃)와 정밀한 가스 제어 시스템을 필요로 한다. 높은 Zn 증기압을 형성하기 위하여 환원제인 graphite carbon이 ZnO 분말과 혼합하여 원료분말로 사용되고 있다. carbon으로 인해 ZnO가 환원되어 Zn의 증기압이 높아지게 된다. 그러나 이러한 합성방법은 주로 진공상태에서 행해지기 때문에 반응 챔버를 진공상태로 만들기 위한 복잡한 공정을 필요로 한다. 또한 환원제를 사용하기 때문에 불순물이 함유된 ZnO를 생성할 가능성이 높다. 그러므로, 환원제를 사용하지 않으며 진공상태에서의 공정이 필요없는 간단한 공정을 통하여 벨트와 빗 형상을 갖는 ZnO 결정을 합성할 수 있는 방법의 개발이 주목을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 ZnS 분말을 공기 중에서 연소시킴으로서 탈황반응으로 인해 환원성 분위기를 만들고, Zn의 증기압을 높이는 방법을 사용하였다. 특히, graphite carbon과 같은 어떠한 환원제도 사용하지 않고 순수하게 ZnS 분말만 원료로 사용하였으며 또한 ZnO 나노구조의 합성에 사용되는 어떠한 촉매와 기판도 사용하지 않았다. 이런 공정을 통하여 어떠한 불순물도 함유되지 않으며 또한 공기 중 대기분위기에서 ZnS 분말을 산화시키는 간단한 합성법을 이용하여 벨트 형상과 빗 형상의 ZnO 나노구조가 합성되었다.

영어초록

ZnO crystals with belt and comb shapes were synthesized without any catalysts through a simple thermal oxidation of ZnS powder in alumina crucible under air atmosphere. X-ray diffraction (XRD) pattern revealed that the ZnO crystals had wurtzite structure of hexagonal phase. Energy dispersive x-ray (EDX) spectra showed that the ZnO was of high purity. In the cathodoluminescece spectra obtained for the ZnO crystals with belt and comb shapes, a strong ultraviolet emission centered at 380nm was observed, which indicates the ZnO crystal has high crystalline quality.

참고자료

· 없음