KR101179823B1 - Functional element having nanorod and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 로드의 집적도가 향상된 개선된 구조의 나노 로드를 갖는 기능소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자는, 기판, 기판의 표면에 돌출되도록 마련되어 기판의 표면적을 증가시키는 복수의 미세 구조물, 복수의 미세 구조물을 포함하는 기판의 표면에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함한다. 본 발명은 1차원 구조의 나노 로드가 적용될 수 있는 다양한 소자에 적용되어 나노 로드의 집적도를 향상시킴으로써, 나노 로드에 의한 전기적?광학적 특성을 극대화시킬 수 있다.The present invention relates to a functional device having a nanorod having an improved structure with an improved degree of integration of a nanorod, and a method of manufacturing the same. The functional device having a nanorod according to the present invention includes a plurality of nanorods formed on a surface of a substrate including a plurality of microstructures and a plurality of microstructures provided to protrude on the surface of the substrate and the substrate to increase the surface area of the substrate. Include. The present invention is applied to a variety of devices that can be applied to the nanorods of one-dimensional structure to improve the integration of the nanorods, it is possible to maximize the electrical and optical properties by the nanorods.

Description

나노 로드를 갖는 기능소자 및 그 제조방법{Functional element having nanorod and method for fabricating the same}Functional element having nanorods and method for manufacturing the same {Functional element having nanorod and method for fabricating the same}

본 발명은 나노 로드를 갖는 기능소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 로드의 집적도가 향상된 개선된 구조의 나노 로드를 갖는 기능소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a functional device having a nanorod, and more particularly, to a functional device having a nanorod having an improved structure with improved integration of the nanorod and a method of manufacturing the same.

나노 기술은 원자, 분자 수준에서 물질을 물리적 혹은 화학적으로 제어하여 유용한 구조와 기능을 발현시키는 기술로, 이를 통해 종래와는 전혀 다른 원리의 디바이스를 구현할 수 있으며, 그 활용 가능성이 무궁무진할 것으로 기대되고 있다. 나노 기술은 향후 과학기술의 핵심적인 분야가 될 것으로 예상되고 있으며, 다른 기술들에 비해 기반이나 속도 면에서 훨씬 급속하게 성장하고 있다.Nanotechnology is a technology that expresses useful structures and functions by controlling substances physically or chemically at the atomic and molecular level, and it is possible to realize devices with a principle different from the conventional ones, and the possibility of their use is expected to be endless. have. Nanotechnology is expected to become a key field of science and technology in the future, and is growing much more rapidly in terms of speed and speed than other technologies.

이와 함께, 물질의 나노 구조를 이용하여 새로운 전자소자나 광소자 등의 기능소자를 개발하려는 연구도 활발하게 이루어지고 있다. 나노 분말, 나노 와이어, 나노 튜브, 나노 로드, 나노 복합체 등 나노미터 크기의 구조물에서는 기존의 박막이나 벌크 형태에서와는 전혀 다른 광학적, 전기적, 자기적, 유전적 특성이 발현된다. 이러한 특성을 이용해 저전력으로 동작 효율을 높이거나, 기능소자의 성능을 향상시키려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.At the same time, studies are being actively made to develop functional devices such as new electronic devices and optical devices by using nanostructures of materials. Nanometer-sized structures, such as nanopowders, nanowires, nanotubes, nanorods, and nanocomposites, exhibit optical, electrical, magnetic, and genetic properties that are completely different from those of conventional thin films or bulks. Various attempts have been made to use these characteristics to improve operation efficiency at low power or to improve the performance of functional devices.

특히, 나노 로드, 나노 와이어, 나노 섬유와 같은 종횡비가 큰 1차원 나노 구조체는 넓은 표면적을 가질 수 있고 전위 밀도가 작고 결정성(crystallinity)이 높으며 나노 크기에 의한 양자크기 효과와 같은 물리적 특성을 지니기 때문에, 전자소자와 반도체 발광소자, 광소자뿐만 아니라, 환경관련 소재에 응용될 수 있고, 특히 반도체 나노 구조체의 경우, 단일 전자 트랜지스터 소자뿐만 아니라, 새로운 광소자 재료로 응용이 가능하다.In particular, one-dimensional nanostructures having high aspect ratios such as nanorods, nanowires, and nanofibers can have a large surface area, have small dislocation densities, high crystallinity, and have physical properties such as quantum size effects by nano size. Therefore, the present invention can be applied not only to electronic devices, semiconductor light emitting devices, and optical devices, but also to environmentally related materials. In particular, semiconductor nanostructures can be applied to new optical device materials as well as single electronic transistor devices.

최근, 나노 로드를 다양한 전자소자나 광소자 등의 기능소자에 응용하려는 연구가 활발하게 이루어지고 있고, 나노 로드를 효율적으로 성장시킬 수 있는 다양한 방법이 개발되고 있다. 이와 더불어, 기능소자의 성능을 향상시키기 위해 나노 로드의 형상이나 배열 구조를 개선하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.In recent years, research has been actively conducted to apply nanorods to functional devices such as various electronic devices and optical devices, and various methods for efficiently growing nanorods are being developed. In addition, various attempts have been made to improve the shape or arrangement of nanorods to improve the performance of functional devices.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 나노 로드의 집적도를 높여 다양한 소자의 전기적?광학적 특성을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 나노 로드를 갖는 기능소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a functional device having a new structure of nanorods capable of improving the electrical and optical characteristics of various devices by increasing the degree of integration of the nanorods, and a method of manufacturing the same. It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자는, 기판, 상기 기판의 표면에 돌출되도록 마련되어 상기 기판의 표면적을 증가시키는 복수의 미세 구조물, 상기 복수의 미세 구조물을 포함하는 상기 기판의 표면에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함한다.A functional device having a nanorod according to the present invention for achieving the above object is a substrate, a plurality of microstructures provided to protrude on the surface of the substrate to increase the surface area of the substrate, the substrate comprising a plurality of microstructures It includes a plurality of nanorods formed on the surface of the.

본 발명에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자는 상기 나노 로드의 성장을 촉진시키기 위해 상기 복수의 미세 구조물을 포함하는 상기 기판의 표면에 마련되는 시드 레이어(seed layer)를 더 포함할 수 있다.The functional device having a nanorod according to the present invention may further include a seed layer provided on a surface of the substrate including the plurality of microstructures to promote growth of the nanorods.

상기 복수의 미세 구조물은 상기 기판의 표면에 일정한 주기로 배치될 수 있다.The plurality of microstructures may be disposed on the surface of the substrate at regular intervals.

상기 나노 로드는 ZnO, TiO2, GaN, GaAs, GaP 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.The nanorods may include a material selected from ZnO, TiO 2 , GaN, GaAs, GaP.

상기 기판은 유리, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.The substrate may include a material selected from glass, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법은, (a) 기판을 준비하는 단계, (b) 상기 기판의 표면에 복수의 미세 구조물을 돌출되도록 마련하여 상기 기판의 표면적을 증가시키는 단계, (c) 상기 복수의 미세 구조물을 포함하는 상기 기판의 표면에 복수의 나노 로드를 성장시키는 단계를 포함한다.Method for manufacturing a functional device having a nano-rod according to the present invention for achieving the above object, (a) preparing a substrate, (b) a plurality of microstructures are provided on the surface of the substrate to protrude Increasing the surface area; and (c) growing a plurality of nanorods on the surface of the substrate including the plurality of microstructures.

상기 (c) 단계는 수열 합성법(hydrothermal synthesis method), 화학기상 증착법(CVD method), 전기 증착법(electro-deposition mehod), 졸-젤법(sol-gel method), 분자빔 증착법, 스퍼터링법, 펄스레이저 증착법 중에서 선택된 방법으로 상기 나노 로드를 성장시킬 수 있다.Step (c) may include hydrothermal synthesis method, chemical vapor deposition method, CVD method, electro-deposition mehod, sol-gel method, molecular beam deposition method, sputtering method and pulse laser. The nanorods may be grown by a method selected from among deposition methods.

상기 (c) 단계는 상기 수열 합성법을 통해 상기 나노 로드를 성장시키되, 상기 나노 로드를 구성하는 물질이 함유된 성장용액의 농도, 상기 기판을 상기 성장용액에 침지해 두는 시간, 상기 성장용액의 온도를 조절하여 상기 나노 로드의 두께와 길이를 조절할 수 있다.The step (c) is to grow the nanorods through the hydrothermal synthesis method, the concentration of the growth solution containing the material constituting the nanorods, the time to immerse the substrate in the growth solution, the temperature of the growth solution By adjusting the thickness and length of the nanorods can be adjusted.

상기 (b) 단계는 홀로그램 리소그래피, e-beam 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 중에서 선택된 방법으로 상기 기판의 표면을 식각하여 상기 복수의 미세 구조물을 형성할 수 있다.Step (b) may form the plurality of microstructures by etching the surface of the substrate by a method selected from holographic lithography, e-beam lithography, and nanoimprint lithography.

상기 (b) 단계는 상기 미세 구조물로 이용될 수 있는 나노구(nano sphere)를 상기 기판의 표면에 단일층으로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) may include coating a nanosphere that can be used as the microstructure as a single layer on the surface of the substrate.

본 발명에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법은, 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계 사이에 상기 나노 로드의 성장을 촉진시키기 위해 상기 복수의 미세 구조물을 포함하는 상기 기판의 표면에 시드 레이어(seed layer)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Method of manufacturing a functional device having a nano-rod according to the present invention, to promote the growth of the nano-rods between the step (b) and the step (c) on the surface of the substrate including the plurality of microstructures The method may further include forming a seed layer.

상기 시드 레이어는 물리 증착법, 화학 증착법, 스핀 코팅 중에서 선택된 방법으로 상기 기판의 표면에 형성될 수 있다.The seed layer may be formed on the surface of the substrate by a method selected from physical vapor deposition, chemical vapor deposition, and spin coating.

본 발명은 1차원 구조의 나노 로드가 적용될 수 있는 다양한 소자에 적용되어 나노 로드의 집적도를 향상시킴으로써, 나노 로드에 의한 전기적?광학적 특성을 극대화시킬 수 있고, 다양한 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention is applied to various devices to which nanorods having a one-dimensional structure can be applied to improve the degree of integration of the nanorods, thereby maximizing electrical and optical characteristics due to the nanorods, and improving performance of various devices.

본 발명은 태양광 소자, LED, 레이져, 바이오 센서, 광센서 등 적용할 수 있는 분야가 매우 넓으며, 다양한 기술 분야에 응용되어 기술 발전을 이끌 수 있다. 특히, 태양광 소자나 LED 등 정부의 녹색 성장 정책과 관련된 기술 분야는 그 수요가 증가하고 있는 추세이므로, 본 발명은 향후 해당 산업 및 이와 관련된 산업에 큰 영향을 줄 수 있다.The present invention can be applied to a wide range of fields, such as photovoltaic devices, LEDs, lasers, biosensors, light sensors, etc., can lead to the development of technology. In particular, the technical field associated with the government's green growth policy, such as photovoltaic devices or LEDs, the demand is increasing, the present invention can have a significant impact on the industry and related industries in the future.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자를 제조하는 방법의 일례를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 나노 로드를 갖는 기능소자의 미세 구조물을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자를 나타낸 단면도이다.
도 7은 1차원 구조의 ZnO 나노 로드를 수열 합성법으로 기판에 형성하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 1차원 구조의 ZnO 나노 로드를 전기 증착법으로 기판에 형성하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 9는 1차원 구조의 ZnO 나노 로드를 화학기상 증착법으로 기판에 형성하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 10은 Si기판 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 실시예의 SEM이미지이다.
도 11은 종래 기술에 의해 Si기판 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 광소자와 본 발명에 의해 Si기판 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 광소자의 반사율을 비교하여 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view showing a functional device having a nanorod according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of a method of manufacturing a functional device having a nanorod according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are cross-sectional views showing a functional device having a nanorod according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a process of forming a microstructure of a functional device having a nanorod shown in FIG. 4.
6 is a cross-sectional view showing a functional device having a nanorod according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a method of forming a ZnO nanorod having a one-dimensional structure on a substrate by hydrothermal synthesis.
FIG. 8 illustrates a method of forming a ZnO nanorod having a one-dimensional structure on a substrate by electric vapor deposition.
9 illustrates a method of forming a ZnO nanorod having a one-dimensional structure on a substrate by chemical vapor deposition.
10 is an SEM image of an example in which ZnO nanorods were grown on a Si substrate.
FIG. 11 is a graph illustrating comparison between reflectances of an optical device in which ZnO nanorods are grown on a Si substrate by a conventional technique and an optical device in which ZnO nanorods are grown on a Si substrate by a present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 나노 로드를 갖는 기능소자 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a functional device having a nanorod and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 기능소자(10)는 기판(20), 기판(20)의 표면에 돌출되도록 마련되는 복수의 미세 구조물(30), 복수의 미세 구조물(30)을 포함하는 기판(20)의 표면에 형성되는 복수의 나노 로드(40)를 포함한다. 이러한 기능소자(10)는 LED, 평판 디스플레이, 태양전지, 트랜지스터, 바이오 센서 등에 사용될 수 있다. 1차원 구조의 나노 로드(40)는 고품질의 결정성과 전자의 짧은 이동경로 등의 특성을 가지며, 기능소자(10)의 광학적?전기적 특성을 향상시킨다.As shown in FIG. 1, the functional device 10 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 20, a plurality of microstructures 30, and a plurality of microstructures protruding from the surface of the substrate 20. A plurality of nanorods 40 formed on the surface of the substrate 20 including the 30. Such functional elements 10 may be used in LEDs, flat panel displays, solar cells, transistors, biosensors, and the like. The nanorod 40 of the one-dimensional structure has characteristics such as high quality crystallinity and a short moving path of electrons, and improves optical and electrical characteristics of the functional element 10.

복수의 미세 구조물(30)은 기판(20)의 표면적을 증가시켜준다. 따라서, 동일한 크기의 기판(20)을 갖는다고 할 때, 본 발명에 의한 기능소자(10)는 기판(20)의 표면에 더욱 많은 수의 나노 로드(40)를 집적할 수 있으며, 나노 로드(40)의 집적도 향상에 의해 나노 로드(40)에 의한 광학적?전기적 특성 개선 효과를 더욱 높일 수 있다.The plurality of microstructures 30 increase the surface area of the substrate 20. Therefore, when having the substrate 20 of the same size, the functional element 10 according to the present invention can integrate a larger number of nanorods 40 on the surface of the substrate 20, By improving the degree of integration of 40), the effect of improving the optical and electrical characteristics by the nanorod 40 can be further enhanced.

나노 로드(40)로는 ZnO, TiO2, GaN, GaAs, GaP, 또는 그 이외에 광학적?전기적 특성을 향상시킬 수 있는 다양한 물질이 이용될 수 있다. 그리고 기판(20)으로는 유리, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO, 또는 그 이외에 다양한 기능소자의 기판으로 사용되는 다양한 물질이 이용될 수 있다.As the nanorod 40, ZnO, TiO 2 , GaN, GaAs, GaP, or other various materials capable of improving optical and electrical properties may be used. The substrate 20 may be made of glass, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO, or other materials used as substrates for various functional devices.

복수의 미세 구조물(30)은 홀로그램 리소그래피, e-beam 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등의 나노 패터닝 기술이나, 표면을 거칠게 만들거나 주기적으로 반복되는 일정한 패턴을 표면에 형성하는 표면 텍스쳐링(Surface texturing) 기술을 통해 기판(20)에 일체형으로 마련될 수 있다. 이 밖에, 나노구(nano sphere)를 기판(20)의 표면에 단일층으로 코팅함으로써 나노구를 미세 구조물로 이용할 수도 있다.The plurality of microstructures 30 may include nano patterning techniques such as holographic lithography, e-beam lithography, and nanoimprint lithography, or surface texturing techniques to roughen the surface or form a pattern that is periodically repeated. Through the substrate 20 may be provided integrally. In addition, nanospheres may be coated as a single layer on the surface of the substrate 20 to use nanospheres as microstructures.

나노 로드(40)는 수열 합성법(hydrothermal synthesis method), 화학기상 증착법(CVD method), 전기 증착법(electro-deposition mehod), 졸-젤법(sol-gel method), 분자빔 증착법, 스퍼터링법, 펄스레이저 증착법, 또는 그 이외의 다양한 방법으로 복수의 미세 구조물(30)을 포함하는 기판(20)의 표면에 형성될 수 있다. 나노 로드(40)는 그 성장 과정에서 성장 조건의 변화에 따라 그 두께나 길이가 다양하게 조절될 수 있다.The nanorod 40 includes a hydrothermal synthesis method, a CVD method, an electro-deposition mehod, a sol-gel method, a molecular beam deposition method, a sputtering method, and a pulse laser. The deposition method may be formed on the surface of the substrate 20 including the plurality of microstructures 30 by various methods. The nanorod 40 may be variously adjusted in thickness or length according to changes in growth conditions during the growth process.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 기능소자를 제조하는 방법의 일례를 나타낸 것으로, 홀로그램 리소그래피(hologram lithography) 기술을 이용하여 기판(20)에 복수의 미세 구조물(30)을 일정 주기로 형성한 후, 기판(20) 표면에 나노 로드(40)를 성장시키는 과정을 나타낸 것이다. 그 구체적인 과정은 다음과 같다.2 shows an example of a method of manufacturing a functional device according to an embodiment of the present invention, in which a plurality of microstructures 30 are formed on a substrate 20 at regular intervals using a hologram lithography technique. After that, the process of growing the nanorod 40 on the surface of the substrate 20 is shown. The specific process is as follows.

먼저, 도 2의 (a)에 도시된 것과 같이, 기판(20) 위에 감광층(phtoresist, 50)을 적층하고, 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이 감광층(50)에 빛을 조사하여 감광층(50)을 노광한 후, 도 2의 (c)에 도시된 것과 같이 노광된 감광층(50)을 현상하여 일정 주기로 배치되는 감광 패턴(51)을 형성한다. 이러한 홀로그램 리소그래피는 간섭 리소그래피(interference lithography)로 불리기도 하며, 빛의 간섭무늬를 이용한 패터닝 방법이다. 이 방법은 두 빛 간의 각도를 조절하여 수십 나노미터에서 수 마이크로의 다양한 스케일의 패턴 형성이 가능한 장점이 있다.First, as illustrated in FIG. 2A, a photoresist layer 50 is laminated on the substrate 20, and light is irradiated to the photosensitive layer 50 as illustrated in FIG. 2B. After exposing the photosensitive layer 50, the exposed photosensitive layer 50 is developed as shown in FIG. 2C to form a photosensitive pattern 51 arranged at regular intervals. Such holographic lithography is also called interference lithography and is a patterning method using an interference fringe of light. This method has the advantage of being able to form patterns of various scales from tens of nanometers to several micros by adjusting the angle between two lights.

다음으로, 도 2의 (c) 및 (d)에 도시된 것과 같이, 감광 패턴(51)을 포함하는 기판(20)의 표면을 이온반응 식각(reactive ion etching) 또는 다른 식각 방법으로 감광 패턴(51)이 제거될 때까지 식각하여, 기판(20)의 표면에 일정한 주기로 배치되는 미세 구조물(30)을 형성한다. 형성되는 미세 구조물(30)은 윗부분이 아랫부분보다 상대적으로 많이 깎여 원뿔형이 된다.Next, as illustrated in FIGS. 2C and 2D, the surface of the substrate 20 including the photosensitive pattern 51 may be subjected to photosensitive patterns (reactive ion etching) or other etching method. By etching until 51 is removed, the microstructure 30 is formed on the surface of the substrate 20 at regular intervals. The formed fine structure 30 is cut more than the upper portion of the lower portion becomes a conical shape.

마지막으로, 도 2의 (e)에 도시된 것과 같이, 복수의 미세 구조물(30)을 포함하는 기판(20)의 표면에 수열 합성법(hydrothermal synthesis method), 화학기상 증착법(CVD method), 전기 증착법(electro-deposition mehod), 졸-젤법(sol-gel method) 등 다양한 방법으로 나노 로드(40)를 형성한다.Finally, as shown in (e) of FIG. 2, a hydrothermal synthesis method, a chemical vapor deposition method, and an electrodeposition method are performed on the surface of the substrate 20 including the plurality of microstructures 30. The nanorod 40 is formed by various methods such as an electro-deposition mehod and a sol-gel method.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기능소자를 나타낸 것이다.3 and 4 illustrate a functional device according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 기능소자(11)는 기판(20)의 표면에 마련되는 파라볼라 형상의 미세 구조물(31)에 나노 로드(40)가 성장한 것이다. 파라볼라 형상의 미세 구조물(31)은 홀로그램 리소그래피, e-beam 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등의 나노 패터닝 기술이나, 표면 텍스쳐링 기술을 이용하여 기판(20)에 일체형으로 마련될 수 있다.In the functional device 11 illustrated in FIG. 3, the nanorod 40 is grown on a parabola-shaped microstructure 31 provided on the surface of the substrate 20. The parabola-shaped microstructure 31 may be integrally provided on the substrate 20 using nano patterning techniques such as holographic lithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography, or surface texturing techniques.

도 4에 도시된 기능소자(12)는 구형으로 이루어진 미세 구조물(32)에 나노 로드(40)가 성장한 것이다. 구형의 미세 구조물(32)은 나노구를 기판(20)에 단일층으로 코팅하여 기판(20)의 표면에 형성할 수 있다. 즉, 기판(20)에 부착되는 나노구가 기판(20)의 표면적을 증가시키는 미세 구조물(32)이 된다. 기판(20)에 나노구 단일층을 코팅하는 방법으로는 스핀 코팅법(Spin-coating theory), LB(Langmuir-Blodgett)법, 딥코팅(Dip coating) 법 등 다양한 코팅법이 이용될 수 있다.In the functional device 12 illustrated in FIG. 4, the nanorods 40 are grown on the spherical microstructure 32. The spherical microstructure 32 may be formed on the surface of the substrate 20 by coating the nanospheres in a single layer on the substrate 20. That is, the nanospheres attached to the substrate 20 become the microstructure 32 that increases the surface area of the substrate 20. As a method of coating the nanosphere single layer on the substrate 20, various coating methods such as spin-coating theory, LB (Langmuir-Blodgett) method, and dip coating method may be used.

도 5는 LB법으로 기판(20)에 나노구 단일층을 형성하는 방법을 나타낸 것이다. LB법은 수면상에 단분자막을 형성시킨 후 단분자막을 기판 위에 누적하는 기술로 손쉽게 일정한 균일막을 형성할 수 있는 코팅 방법이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 기판(20)을 용액에 담갔다가 비스듬히 들어올리면 용액의 수면에 있던 나노구(33)가 기판(20)의 표면에 부착되어 주기적으로 배치되는 미세 구조물(32)을 형성한다. 여기에서, 기판(20)의 표면에 부착되는 나노구(33)의 크기를 다르게 함으로써 미세 구조물(32)의 주기를 조절할 수 있다.5 shows a method of forming a nanosphere single layer on the substrate 20 by the LB method. The LB method is a coating method that can form a uniform film easily by forming a monomolecular film on the water surface and then accumulating the monomolecular film on the substrate. As shown in FIG. 5, when the substrate 20 is immersed in a solution and then lifted at an angle, the microstructure 32 is attached to the surface of the substrate 20 and periodically disposed thereon. Form. Here, the period of the microstructure 32 may be adjusted by varying the size of the nanospheres 33 attached to the surface of the substrate 20.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 기능소자를 나타낸 것이다.6 shows a functional device according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 기능소자(13)는 기판(20), 기판(20)의 표면에 돌출되도록 마련되는 반구형의 복수의 미세 구조물(34), 복수의 미세 구조물(34)을 포함하는 기판(20)의 표면에 형성되는 복수의 나노 로드(40), 나노 로드(40)의 성장을 촉진시키기 위해 복수의 미세 구조물(34)을 포함하는 기판(20)의 표면에 마련되는 시드 레이어(seed layer, 60)를 포함한다. 시드 레이어(60)는 복수의 미세 구조물(34)을 포함하는 기판(20)의 표면에 일정 두께로 적층됨으로써 복수의 미세 구조물(34)에 대응하는 돌출부를 갖는다. 복수의 나노 로드(40)는 시드 레이어(60) 위에 배치된다.The functional element 13 illustrated in FIG. 6 includes a substrate 20, a substrate 20 including a plurality of hemispherical microstructures 34 and a plurality of microstructures 34 provided to protrude on the surface of the substrate 20. Seed layer provided on the surface of the substrate 20 including a plurality of microstructures 34 to promote the growth of the plurality of nanorods 40, nanorods 40 formed on the surface of 60). The seed layer 60 is laminated on the surface of the substrate 20 including the plurality of microstructures 34 to a predetermined thickness to have protrusions corresponding to the plurality of microstructures 34. The plurality of nanorods 40 are disposed over the seed layer 60.

시드 레이어(60)는 나노 로드(40)의 성장을 촉진시킬 수 있도록 나노 로드(40)의 소재와 동일 계열의 물질로 이루어진다. 이러한 시드 레이어(60)는 물리 증착법, 화학 증착법, 스핀 코팅 등 다양한 방법으로 복수의 미세 구조물(34)을 포함하는 기판(20) 위에 형성될 수 있다.The seed layer 60 is made of a material of the same series as the material of the nanorod 40 to promote the growth of the nanorod 40. The seed layer 60 may be formed on the substrate 20 including the plurality of microstructures 34 by various methods such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, and spin coating.

본 발명에 있어서, 기판(20)의 표면에 마련되는 미세 구조물은 그 형상이 도시된 것과 같은 원뿔형, 파라볼라형, 반구형으로 한정되지 않고, 기판(20)의 표면적을 증가시킬 수 있는 다양한 다른 형상이 될 수 있다.In the present invention, the microstructure provided on the surface of the substrate 20 is not limited to a conical, parabolic, or hemispherical shape as shown in the figure, and various other shapes capable of increasing the surface area of the substrate 20 are provided. Can be.

도 7 내지 도 9는 1차원 구조의 ZnO 나노 로드를 수열 합성법, 전기 증착법, 화학기상 증착법으로 기판에 형성하는 실시예를 나타낸 것이다.7 to 9 illustrate an embodiment in which a ZnO nanorod having a one-dimensional structure is formed on a substrate by hydrothermal synthesis, electrodeposition, and chemical vapor deposition.

ZnO는 투명 전도성 산화물 반도체로써, 매장량이 풍부하기 때문에 가격이 저렴하며, 화학적 열적으로 안정하며 전기적 광학적 특성이 우수하기 때문에 광소자 분야에 널리 사용되고 있다. 특히, 1차원 구조의 ZnO 나노 로드는 고품질의 결정성과 전자의 짧은 이동 경로를 가지고 있어, 광학적?전기적으로 매우 우수하여 각종 태양전지나 광센서 등에 매우 유용하게 적용되고 있다.ZnO is a transparent conductive oxide semiconductor, and is widely used in the optical device field because of its abundant reserve, it is inexpensive, chemically thermally stable, and has excellent electrical and optical properties. In particular, ZnO nanorods having a one-dimensional structure have high quality crystallinity and a short moving path of electrons, and are excellent in optical and electrical properties, and thus are very usefully applied to various solar cells and optical sensors.

도 7에 나타난 수열 합성법을 살펴보면, 먼저 기판(20)의 표면에 ZnO 또는 AZO(Al이 도핑된 산화아연)의 표면에 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)를 이용하여 시드 레이어(60)를 형성한다. 이후, 시드 레이어(60)가 형성된 기판(20)을 78℃~90℃의 성장용액(70)에 5~12시간 침지시킨다. 성장용액(70)은 질산아연(zinc nitrate, Zn(NO3)2) 분말가루와 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylene tetramine, (CH2)6N4)분말 가루를 같은 농도로 초순수(deionized water)에 혼합하여 생성한다.Referring to the hydrothermal synthesis method shown in FIG. 7, first, a seed layer 60 is formed on a surface of a substrate 20 by using a high-frequency magnetron sputter on a surface of ZnO or AZO (Al-doped zinc oxide). . Thereafter, the substrate 20 on which the seed layer 60 is formed is immersed in the growth solution 70 at 78 ° C. to 90 ° C. for 5 to 12 hours. The growth solution 70 is made of zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ) powder powder and hexamethylene tetramine (CH 2 ) 6 N 4 ) powder powder in ultrapure water at the same concentration. Produce by mixing.

이러한 성장용액(70)에 시드 레이어(60)가 형성된 기판(20)을 침지시키면, 성장용액(70) 속에 생성된 OH-기와 Zn2 + 이온이 시드 레이어(60)와 화학반응을 일으켜 시드 레이어(60) 위에 1차원 구조의 ZnO 결정이 형성된다. 이때, 1차원 구조의 ZnO의 성장 방향은 시드 레이어(60)의 상면에 c-plane축 방향이며, c-plane축 방향으로 ZnO 나노 로드가 성장한다. c-plane은 ZnO 또는 AZO의 원자 구조(Wurzite 구조)에서의 c축을 의미한다.When the substrate 20 having the seed layer 60 formed thereon is immersed in the growth solution 70, the OH − group and Zn 2 + ions generated in the growth solution 70 chemically react with the seed layer 60 to seed the layer. A ZnO crystal of one-dimensional structure is formed on (60). At this time, the growth direction of ZnO of the one-dimensional structure is in the c-plane axis direction on the top surface of the seed layer 60, ZnO nanorods grow in the c-plane axis direction. c-plane refers to the c-axis in the atomic structure (Wurzite structure) of ZnO or AZO.

성장용액(70) 속에서 시드 레이어(60) 표면에 ZnO 나노 로드가 성장할 때의 화학 반응식은 다음과 같다.When the ZnO nanorods are grown on the seed layer 60 in the growth solution 70, the chemical reaction equations are as follows.

(CH2)6N4 + 6H2O ⇒ 6CHOH + 4NH3 (CH 2 ) 6 N 4 + 6H 2 O ⇒ 6CHOH + 4NH 3

NH3 + H2O ⇒ NH4 + + OH- NH 3 + H 2 O ⇒ NH 4 + + OH -

Zn(NO3)2 + H2O ⇒ Zn2 + + 2HNO3 Zn (NO 3 ) 2 + H 2 O ⇒ Zn 2 + + 2HNO 3

2OH- + Zn2 + ⇒ ZnO + H2O2OH- + Zn 2 + ⇒ ZnO + H 2 O

이와 같이, 기판(20)에 시드 레이어(60)를 형성하고 이를 성장용액(70)에 침지시키고 성장용액(70)을 가열하면, 기판(20))의 미세 구조물에 대응하는 돌출부를 갖는 시드 레이어(60)의 표면에 ZnO 나노 로드를 성장시킬 수 있다.As such, when the seed layer 60 is formed on the substrate 20 and immersed in the growth solution 70 and the growth solution 70 is heated, the seed layer having a protrusion corresponding to the microstructure of the substrate 20 is formed. ZnO nanorods can be grown on the surface of (60).

이와 같이, 수열 합성법을 통해 나노 로드를 성장시킴에 있어서, 나노 로드를 구성하는 물질이 함유된 성장용액의 농도, 기판을 성장용액에 침지해 두는 시간, 성장용액의 온도를 조절함으로써, 기판 위에 성장되는 나노 로드의 두께와 길이를 조절할 수 있다.As described above, in the growth of the nanorods through hydrothermal synthesis, growth on the substrate is achieved by controlling the concentration of the growth solution containing the material constituting the nanorods, the time for immersing the substrate in the growth solution, and the temperature of the growth solution. The thickness and length of the nanorods can be adjusted.

도 8은 전기 증착법으로 ZnO 나노 로드를 기판에 성장시키는 방법을 나타낸 것이다.8 illustrates a method of growing ZnO nanorods on a substrate by an electro deposition method.

전기 증착법은 기판(20)을 작동전극(working electrode, 81)에 결합하여 성장용액(80)에 침지시킨 후, 전원공급장치(83)로 작동전극(81)에 -전압을 가하고 상대전극(counter electrode, 82)에 +전압을 인가하여 성장용액(80)에 전기장를 형성함으로써 기판(20)과 성장용액(80)의 화학 반응을 촉진시키는 방법이다. 성장용액(80)은 질산아연(zinc nitrate, Zn(NO3)2), 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylene tetramine, (CH2)6N4) 및 염화칼륨(KCL)이 혼합된 것이다.Electrodeposition method is to bond the substrate 20 to the working electrode (81) working electrode (working electrode) (81) and immersed in the growth solution 80, and then applying a-voltage to the working electrode 81 with a power supply device 83 and the counter electrode (counter) A method of accelerating the chemical reaction between the substrate 20 and the growth solution 80 by forming an electric field in the growth solution 80 by applying a positive voltage to the electrode 82. The growth solution 80 is a mixture of zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ), hexamethylenetetraamine (CH 2 ) 6 N 4 ) and potassium chloride (KCL).

기판(20)에 ZnO 나노 로드가 성장할 때의 화학 반응식은 다음과 같다.The chemical reaction equation when the ZnO nanorods are grown on the substrate 20 is as follows.

Zn(NO3)2 ⇔ Zn2 + + 2NO3 - Zn (NO 3) 2 ⇔ Zn + 2 + 2NO 3 -

NO3 - + H2O + 2e- ⇔ NO2 - + 2OH- NO 3 - + H 2 O + 2e - ⇔ NO 2 - + 2OH -

Zn2 + + 2OH- ⇔ Zn(OH)2 Zn 2 + + 2OH - ⇔ Zn (OH) 2

Zn(OH)2 ⇔ ZnO + H2OZn (OH) 2 ⇔ ZnO + H 2 O

이러한 전기 증착법은 시드 레이어 없이 기판(20)에 나노 로드를 성장시킬 수 있고, 나노 로드의 성장 속도가 약 2 ~ 5시간 정도로 빠르다는 장점이 있다.The electro-deposition method can grow the nanorods on the substrate 20 without the seed layer, and has the advantage that the growth rate of the nanorods is about 2 to 5 hours.

도 9는 화학기상 증착법으로 기판에 ZnO 나노 로드를 성장시키는 방법을 나타낸 것이다.9 illustrates a method of growing ZnO nanorods on a substrate by chemical vapor deposition.

시드 레이어(60)가 형성된 기판(20)을 Zn 파우더(93)와 함께 진공챔버(90)에 넣고, 진공펌프(91)를 이용하여 진공챔버(90)를 진공으로 만든 후, 히터(92)로 진공챔버(90)를 고온(예컨대, 800 ~ 900℃)으로 가열하면서 아르곤 가스를 진공챔버(90)에 공급하면, 증발한 Zn 파우더(93)가 산소와 반응하여 기판(20)에 ZnO 나노 로드가 성장한다.The substrate 20 on which the seed layer 60 is formed is placed in the vacuum chamber 90 together with the Zn powder 93, and the vacuum chamber 90 is vacuumed using the vacuum pump 91, followed by the heater 92. When argon gas is supplied to the vacuum chamber 90 while the furnace vacuum chamber 90 is heated to a high temperature (for example, 800 ° C. to 900 ° C.), the evaporated Zn powder 93 reacts with oxygen to form ZnO nanosized on the substrate 20. The rod grows.

도 10은 Si기판 표면에 SiO2로 미세 구조물을 형성하고, 그 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 실시예의 SEM이미지이다. 도 10의 이미지를 보면 알 수 있듯이, 기판에 복수의 미세 구조물을 형성하고 그 위에 나노 로드를 성장시킴으로써 나노 로드의 집적도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.FIG. 10 is an SEM image of an example in which a microstructure was formed of SiO 2 on a surface of a Si substrate and ZnO nanorods were grown thereon. As can be seen from the image of FIG. 10, it can be seen that the integration of the nanorods can be improved by forming a plurality of microstructures on the substrate and growing the nanorods thereon.

도 11은 종래 기술에 의해 Si기판 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 광소자와 본 발명에 의해 Si기판 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 광소자의 반사율을 비교하여 나타낸 그래프이다. 그래프를 보면 기판에 복수의 미세 구조물을 형성하고 그 위에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 본 발명에 의한 광소자(그래프에서 '(b)'로 표시함)가 기판의 평평한 상면에 ZnO 나노 로드를 성장시킨 종래의 광소자(그래프에서 '(a)'로 표시함)에 비해 대략 400~1100nm의 파장대에서 반사율이 낮게 나타남을 알 수 있다. 이렇게 본 발명에 의한 광소자는 종래 기술에 의한 광소자에 비해 반사율을 크게 낮출 수 있어 광소자의 효율을 높일 수 있다.FIG. 11 is a graph illustrating comparison between reflectances of an optical device in which ZnO nanorods are grown on a Si substrate by a conventional technique and an optical device in which ZnO nanorods are grown on a Si substrate by a present invention. In the graph, the optical device according to the present invention (indicated as '(b)' in the graph) in which a plurality of microstructures were formed on a substrate and grown on the ZnO nanorods was grown on the flat top surface of the substrate. It can be seen that the reflectance is lower in the wavelength range of approximately 400 to 1100 nm compared to the conventional optical device (indicated by '(a)' in the graph). Thus, the optical device according to the present invention can significantly lower the reflectance compared to the optical device according to the prior art, thereby improving the efficiency of the optical device.

이와 같이, 본 발명은 태양광 발전소자, 레이져, LED, 바이오 센서, 압전소자 등 1차원 구조의 나노 로드를 이용할 수 있는 다양한 분야에 적용되어 나노 로드의 집적도를 향상시킴으로써, 다양한 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.As such, the present invention is applied to various fields that can use nanorods having a one-dimensional structure such as solar power generators, lasers, LEDs, biosensors, and piezoelectric elements, thereby improving the integration of nanorods, thereby improving performance of various devices. You can.

예컨대, 본 발명을 태양광 소자에 적용할 경우, 종래보다 많은 ZnO 나노 로드를 태양광 소자에 집속할 수 있으며, 입사되는 태양광을 더욱 효율적으로 산란시킬 수 있어 태양광 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.For example, when the present invention is applied to a photovoltaic device, more ZnO nanorods can be focused on the photovoltaic device than before, and the incident solar light can be scattered more efficiently, thereby improving the performance of the photovoltaic device. have.

또다른 예로, ZnO 나노 로드를 이용하는 염료감응형 태양전지의 경우, 종래보다 많은 수의 ZnO 나노 로드를 형성함으로써, 태양광의 에너지를 흡수하여 생산되는 전자의 수를 증가시켜 소자의 효율을 높일 수 있다.As another example, in the case of a dye-sensitized solar cell using ZnO nanorods, by forming a larger number of ZnO nanorods than before, the efficiency of the device may be increased by absorbing the energy of sunlight to increase the number of electrons produced. .

또다른 예로, p형 Si기판 위에 1차원 구조의 ZnO 나노 로드를 집적하면, 단위 면적당 매우 많은 p-n 접합구조를 형성할 수 있어, 고성능의 포토 다이오드를 제작할 수 있다. 여기에서, 1차원 구조의 ZnO 나노 로드는 화학적 성장으로 제작하게 되면 자연스럽게 n형 반도체 성질을 갖게 된다. As another example, by integrating a ZnO nanorod having a one-dimensional structure on a p-type Si substrate, it is possible to form a very large p-n junction structure per unit area, thereby producing a high-performance photodiode. Here, the ZnO nanorods having a one-dimensional structure naturally have n-type semiconductor properties when manufactured by chemical growth.

또다른 적용 예로, 반사율을 낮추기 위한 광파장 이하의 격자 미세 구조물(subwavelength grating)을 갖는 광소자에 본 발명을 적용할 경우, 반사율을 더욱 낮추고 빛의 흡수율을 최대로 향상시킴으로써, 태양전지, 광센서 등의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.In another application example, when the present invention is applied to an optical device having a subwavelength grating having a sub-wavelength substructure for reducing the reflectance, the reflectance is further lowered and the absorption of light is maximized to the maximum. Can significantly improve the performance.

또다른 적용 예로, 본 발명을 LED에 적용할 경우, LED 표면의 전도성을 더욱 향상시킬 수 있어, LED의 성능을 높일 수 있다. As another application example, when the present invention is applied to an LED, the conductivity of the surface of the LED may be further improved, thereby improving the performance of the LED.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.Embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

10, 11, 12, 13 : 기능소자 20 : 기판
30, 31, 32, 34 : 미세 구조물 33 : 나노구
40 : 나노 로드 50 : 감광층
51 : 감광 패턴 60 : 시드 레이어
70, 80 : 성장용액 90 : 진공챔버10, 11, 12, 13: functional element 20: substrate
30, 31, 32, 34: microstructure 33: nanospheres
40: nanorod 50: photosensitive layer
51: photosensitive pattern 60: seed layer
70, 80: growth solution 90: vacuum chamber

Claims (14)

기판;
상기 기판의 표면에 돌출되도록 마련되어 상기 기판의 표면적을 증가시키는 복수의 미세 구조물;
상기 복수의 미세 구조물 표면에 마련되는 시드 레이어(seed layer); 및
상기 시드 레이어에 형성되는 복수의 나노 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자.Board;
A plurality of microstructures protruding from the surface of the substrate to increase the surface area of the substrate;
A seed layer provided on surfaces of the plurality of microstructures; And
Functional device having a nano-rod, characterized in that it comprises a plurality of nano-rods formed in the seed layer. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 미세 구조물은 상기 기판의 표면에 일정한 주기로 배치되는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자.The method of claim 1,
The plurality of microstructures are functional elements having a nano-rods, characterized in that arranged on the surface of the substrate at regular intervals. 제 1 항에 있어서,
상기 나노 로드는 ZnO, TiO2, GaN, GaAs, GaP 중에서 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자.The method of claim 1,
The nano rod is a functional device having a nano rod, characterized in that containing a material selected from ZnO, TiO 2 , GaN, GaAs, GaP. 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 유리, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO 중에서 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자.The method of claim 1,
The substrate is a functional device having a nano-rod, characterized in that it comprises a material selected from glass, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO. (a) 기판을 준비하는 단계;
(b) 상기 기판의 표면에 복수의 미세 구조물을 형성하여 상기 기판의 표면적을 증가시키는 단계;
(c) 상기 복수의 미세 구조물의 표면에 시드 레이어(seed layer)를 형성하는 단계; 및
(d) 상기 시드 레이어에 복수의 나노 로드를 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.(a) preparing a substrate;
(b) forming a plurality of microstructures on the surface of the substrate to increase the surface area of the substrate;
(c) forming a seed layer on the surfaces of the plurality of microstructures; And
(d) growing a plurality of nanorods on the seed layer. 제 6 항에 있어서,
상기 (d) 단계는 수열 합성법(hydrothermal synthesis method), 화학기상 증착법(CVD method), 전기 증착법(electro-deposition mehod), 졸-젤법(sol-gel method), 분자빔 증착법, 스퍼터링법, 펄스레이저 증착법 중에서 선택된 방법으로 상기 나노 로드를 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
Step (d) may include hydrothermal synthesis method, CVD method, electro-deposition mehod, sol-gel method, molecular beam deposition method, sputtering method and pulse laser. Method of manufacturing a functional device having a nano-rod, characterized in that for growing the nano-rod by a method selected from the deposition method. 제 7 항에 있어서,
상기 (d) 단계는 상기 수열 합성법을 통해 상기 나노 로드를 성장시키되, 상기 나노 로드를 구성하는 물질이 함유된 성장용액의 농도, 상기 기판을 상기 성장용액에 침지해 두는 시간, 상기 성장용액의 온도를 조절하여 상기 나노 로드의 두께와 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method of claim 7, wherein
In step (d), the nanorods are grown through the hydrothermal synthesis method, the concentration of the growth solution containing the material constituting the nanorods, the time for immersing the substrate in the growth solution, and the temperature of the growth solution. Method of manufacturing a functional device having a nanorod, characterized in that for adjusting the thickness and length of the nanorods by adjusting the. 제 6 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 홀로그램 리소그래피, e-beam 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 중에서 선택된 방법으로 상기 기판의 표면을 식각하여 상기 복수의 미세 구조물을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
The step (b) is a method of manufacturing a functional device having a nano-rod, characterized in that to form the plurality of microstructures by etching the surface of the substrate by a method selected from holographic lithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography. 제 6 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 미세 구조물로 이용될 수 있는 나노구(nano sphere)를 상기 기판의 표면에 단일층으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
The step (b) is a method of manufacturing a functional device having a nano-rod, characterized in that it comprises the step of coating a nanosphere (nano sphere) that can be used as the microstructure in a single layer on the surface of the substrate. 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 시드 레이어를 물리 증착법, 화학 증착법, 스핀 코팅 중에서 선택된 방법으로 상기 기판의 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
And the seed layer is formed on the surface of the substrate by a method selected from physical vapor deposition, chemical vapor deposition, and spin coating. 제 6 항에 있어서,
상기 나노 로드는 ZnO, TiO2, GaN, GaAs, GaP 중에서 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
The nano rod is a method of manufacturing a functional device having a nano rod, characterized in that it comprises a material selected from ZnO, TiO 2 , GaN, GaAs, GaP. 제 6 항에 있어서,
상기 기판은 유리, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO 중에서 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 로드를 갖는 기능소자의 제조방법.The method according to claim 6,
The substrate is a method of manufacturing a functional device having a nano-rod, characterized in that it comprises a material selected from glass, Si, GaAs, GaN, AZO, FTO, GZO, ITO.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101405616B1 (en) * 2013-01-15 2014-06-10 금오공과대학교 산학협력단 Transparent nanostructured-electrods for photocatalytic applications and a method for manufacturing the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101286211B1 (en) * 2012-02-16 2013-07-15 고려대학교 산학협력단 Method of fabricating light emitting device and light emitting device fabricated by using the same
KR101315644B1 (en) * 2012-07-09 2013-10-08 성균관대학교산학협력단 Solar cells and methods of manufacturing the solar cells
KR101450245B1 (en) * 2013-01-15 2014-10-14 금오공과대학교 산학협력단 Fabrication Process of Transparent electrods with Photocatalytic nanostructures
CN103311325B (en) * 2013-05-20 2015-09-09 天津大学 Titanium dioxide nanorod-nanocrystalline-nanoflower material and preparation thereof
KR101581559B1 (en) * 2014-05-30 2015-12-31 경희대학교 산학협력단 Photo Detecting Element and Method for Manufacturing The Same and Photo Detector Using The Same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050224779A1 (en) * 2003-12-11 2005-10-13 Wang Zhong L Large scale patterned growth of aligned one-dimensional nanostructures

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050224779A1 (en) * 2003-12-11 2005-10-13 Wang Zhong L Large scale patterned growth of aligned one-dimensional nanostructures

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101405616B1 (en) * 2013-01-15 2014-06-10 금오공과대학교 산학협력단 Transparent nanostructured-electrods for photocatalytic applications and a method for manufacturing the same

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