[재료공학실험]은 나노 와이어 합성

소개

"[재료공학실험]은 나노 와이어 합성"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의 사항
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
가. 1차원 금속 나노 물질에 대해 이해하고 폴리올 공법을 이용하여 은 나노 와이어를 합성한 뒤 광학현미경과 자외선 가시광선 분광기로 이를 분석해본다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
투명전극으로 주로 ITO가 사용되지만 sputtering으로 인한 느린 coating rate가 가격상승으로 이어져 soultion-coatable한 대체 재료가 필요하게 되었다. 대체 후보로는 탄소나노튜브, 그래핀, 전도성 고분자, Ag NW, Cu NW가 있고, 그 중 ITO의 optoelectric performance를 상회하는 것이 Ag NW이다. Ag NW의 투명전극으로써의 성능은 NW의 지름이 작아 빛을 덜 산란시키고 종횡비가 커서 필름에 접촉하는 큰 저항의 와이어 수를 감소시킴으로써 좋아진다. 그러나 지름이 20㎚로 작고 길이가 20㎛인 NW 제작으로 ITO를 상회하는 성능이 나오지 않았고 지름을 160㎚, 길이를 95.1㎛로 하자 기존 짧은 NW보다는 성능이 좋았지만 직경이 너무 커서 ITO의 수준에 달하지 못했다. 따라서 최대한 얇고(～20㎚) 최대한 긴(>50㎛) Ag NW의 필요성이 생겼다. 그러나 나노 입자 불순물들이 전기 전도도와 투명도를 급격히 떨어지게 하기 때문에 단지 얇고 길어야 하는 것이 아니라 순도가 높은 Ag NW가 필요하다.

Ag NW제작에 보편적으로 polyol method가 쓰이는데, 이 과정에서 나노 입자 불순물이 필연적으로 발생하여 Ag NW의 순도를 높이는 것이 큰 쟁점이 되었다. 기존의 원심분리 정제과정은 시간이 오래 걸리고 만족할 만한 순도도 얻어지지 않는다. Cross flow filtration method는 고려할 변수가 너무 많고 쉽게 측정하기 힘들다. 따라서 나노 입자들을 Ag NW로부터 분리시키는 데에 간단하고 측정 가능한 방법이 필요하게 되었다. Polyol process에서 220.0mM NaBr, 210.0mM NaCl, 505.0mM PVP를 7.7㎖ EG에 각각 0.1㎖, 0.2㎖, 1.0㎖ 넣고 265.0mM AgNO _{3} 1.0㎖도 실온에서 넣어서 30분간 매우 저어준다.

참고자료

· 조현아. "자성이온액체를 이용한 은 나노와이어 합성 및 특성에 대한 연구." 국내석사학위 논문 국민대학교, 2016. 서울