KR101220400B1 - Growing chamber and growing method of nonowires using microwave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 예를 들면, 산화 아연(ZnO)과 같은 물질의 압전효과를 이용하여 불규칙한 움직임으로부터 전력을 생산하는 나노발전기 등에 이용되는 나노와이어를 성장시키는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 마이크로 웨이브를 이용하여 나노와이어를 성장시키는 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for growing nanowires used in nanogenerators for generating electric power from irregular movement using, for example, piezoelectric effect of a material such as zinc oxide (ZnO). The present invention relates to a nanowire growth vessel and a nanowire growth method using microwaves for growing nanowires using waves.
종래, 화학반응을 일으키는 방법으로서, 일반적인 가열방법을 대신하여 마이크로 웨이브를 이용하는 방법이 연구되어 왔다.
Conventionally, a method of using a microwave instead of a general heating method has been studied as a method of causing a chemical reaction.
이러한 마이크로 웨이브를 이용한 가열방법은, 일반적인 가열방법을 이용하는 것에 비하여 수율에 큰 차이가 없으면서도 반응시간을 현저히 줄일 수 있고, 부생성물 없이 깨끗하게 원하는 생성물을 얻을 수 있으며, 반응 단계를 감소할 수 있는 등의 이점이 있어, 다양한 화합물의 작용기화에 관한 연구를 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
Such a microwave heating method can significantly reduce the reaction time without a large difference in yield compared to using a general heating method, to obtain a desired product cleanly without by-products, to reduce the reaction step, etc. It is expected that the research on the functionalization of various compounds can be efficiently performed.
여기서, 상기한 바와 같은 마이크로 웨이브의 특성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Here, the characteristics of the microwave as described above will be described.
즉, 마이크로 웨이브는 많은 응용 분야에 적용할 수 있는 재현성이 좋은 강력한 에너지원으로서, 마이크로웨이브는 전자기 에너지(electromagnetic energy) 중 낮은 주파수를 가진 에너지의 한 형태이며, 300 ~ 300,000 MHz의 주파수 범위를 가진다.
In other words, microwave is a powerful and reproducible energy source that can be applied to many applications. Microwave is a form of low-frequency energy of electromagnetic energy, and has a frequency range of 300 to 300,000 MHz. .
또한, 이러한 전자기장 범위 내에서는, 단지 분자 회전(molecular rotation)만을 야기할 뿐, 분자 구조에 영향을 미치는 것은 아니며, 아울러, 마이크로 웨이브 에너지는 전기장과 자기장으로 구성되어 있으나, 오직 전기장만이 물질을 가열시킬 수 있는 에너지를 전달할 수 있으므로, 화학적 합성과정에서 자기장과의 상호작용은 발생하지 않는다.
In addition, within this electromagnetic field range, it only causes molecular rotation and does not affect the molecular structure. In addition, microwave energy consists of electric and magnetic fields, but only the electric field heats the material. Because it can deliver energy that can be generated, no interaction with the magnetic field occurs during chemical synthesis.
더욱이, 마이크로 웨이브는 광속(300,000km/sec)으로 전파되며, 마이크로 웨이브 광자(photons)의 에너지(0.037kcal/mole)는 분자 결합을 끊을 수 있는 전형적인 에너지(80 ~ 120 kcal/mole)에 비해 상대적으로 매우 낮다.
Moreover, microwaves propagate at the speed of light (300,000 km / sec), and the energy of microwave photons (0.037 kcal / mole) is relative to typical energy (80 to 120 kcal / mole) that can break molecular bonds. Is very low.
따라서 마이크로 웨이브는 유기분자의 구조에는 영향을 미치지 않으며, 오직 분자의 운동에 영향을 미칠 뿐이다.
Thus, microwaves do not affect the structure of organic molecules, only the movement of molecules.
또한, 일반적인 가열방법을 이용한 화학 합성은 열원으로 전도열(conductive heating)을 이용하여 수행되며, 이때, 열은 시료와 용매에 전달되기 위해 먼저 시료 용기를 지난 후 물질에 전달되므로, 시료 용기와 혼합물이 열평형에 도달하기 전까지는 시료 용기의 온도가 혼합물의 온도보다 높아지는 결과를 초래하여, 에너지 전달 면에서 매우 느리고 비효율적이다.
In addition, chemical synthesis using a common heating method is performed using conductive heating as a heat source, in which heat is transferred to the material after passing through the sample container first to be transferred to the sample and the solvent. Until the thermal equilibrium is reached, the temperature of the sample vessel becomes higher than the temperature of the mixture, which is very slow and inefficient in terms of energy transfer.
반면, 마이크로 웨이브를 이용한 가열의 경우, 마이크로 웨이브는 혼합물로 존재하는 분자와 직접 짝을 이뤄 반응하며, 이로 인해 시료 용기 재질의 열전도도에 의존하지 않기 때문에 온도의 빠른 상승이 가능하다.
On the other hand, in the case of heating using microwaves, the microwaves react directly with the molecules present in the mixture, which enables rapid temperature rise because they do not depend on the thermal conductivity of the sample vessel material.
즉, 마이크로 웨이브를 이용하면, 쌍극자 회전(dipole rotation) 또는 이온성 전도(ionic conduction)로 작용하는 물질을 신속하게 국소 강열(superheating)하여 일반적인 가열방법에 비하여 효과적으로 가열할 수 있으며, 이러한 빠른 가열로 인해 반응 속도도 높일 수 있다.
In other words, by using microwave, it is possible to rapidly localize the material acting by dipole rotation or ionic conduction and heat it more effectively than the conventional heating method. The reaction rate can also be increased.
또한, 상기한 바와 같이 마이크로파를 이용하여 나노물질을 합성하는 종래기술의 예로서는, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0845704호(2008.07.04. 등록)에 개시된 "나노와이어의 제조방법 및 나노와이어가 성장된 기판"이 있다.
In addition, as an example of the prior art for synthesizing nanomaterials using microwaves as described above, for example, the method of manufacturing nanowires and the nanowires disclosed in Korean Patent No. 10-0845704 (registered on July 4, 2008). Is a grown substrate ".
더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-0845704호의 "나노와이어의 제조방법 및 나노와이어가 성장된 기판"은, 종래의 일반적인 가열 방식은 반응기 전체를 가열하므로 에너지 공급이 비효율적이고 수십 분에서 수 시간까지 매우 긴 반응시간을 필요로 하며, 또한, 샘플 전체가 높은 온도의 환경에 놓여지게 되므로 유리(glass) 또는 플라스틱 기판 위에 실리콘 나노와이어를 형성하는데 어려움이 있었던 문제점을 해결하기 위해, 전자기파 방사를 이용하여 고체 소스로부터 나노와이어를 제조하는 방법을 제공함으로써, 나노와이어를 신속하게 제조하고 전자기파를 흡수하지 않는 기판 위에서도 직접 나노와이어를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
More specifically, the above-described Patent No. 10-0845704, "Method for producing nanowires and substrates on which nanowires are grown," is a conventional general heating method, which heats the entire reactor. In order to solve the problem of forming silicon nanowires on a glass or plastic substrate, it is necessary to use a very long reaction time by time and also because the whole sample is placed in a high temperature environment. By providing a method for manufacturing nanowires from a solid source by using the present invention, it is intended to provide a method for manufacturing nanowires directly and manufacturing nanowires directly on a substrate that does not absorb electromagnetic waves.
이를 위해, 상기한 등록특허 제10-0845704호는, 금속 또는 준금속의 화합물 기판 상부에 촉매를 도입하는 단계와, 상기 촉매를 전자기파 방사에 의해 선택적으로 가열하는 단계 및 상기 촉매의 가열에 의해 상기 금속 또는 준금속의 화합물 기판으로부터 나노와이어가 성장하는 단계를 포함하는 나노와이어의 제조방법을 개시하고 있다.
To this end, the above-mentioned Patent No. 10-0845704, the step of introducing a catalyst on top of a compound substrate of a metal or metalloid, selectively heating the catalyst by electromagnetic radiation and by the heating of the catalyst Disclosed is a method for producing nanowires comprising the step of growing nanowires from a compound substrate of a metal or metalloid.
또한, 상기한 바와 같은 마이크로파를 이용하여 나노물질을 합성하는 종래기술의 다른 예로서는, 예를 들면, 한국 공개특허 제10-2003-0061145호(2003.07.18. 공개)에 개시된 바와 같은 "마이크로파에 의한 무기 결정물 나노조립체의 제조방법"이 있다.
In addition, as another example of the prior art for synthesizing nanomaterials using microwaves as described above, for example, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2003-0061145 (published on July 18, 2003) Manufacturing method of the inorganic crystal nanoassembly.
즉, 상기한 공개특허 제10-2003-0061145호의 "마이크로파에 의한 무기 결정물 나노조립체의 제조방법"은, 종래, 무기소재에 마이크로파를 조사하고 금속이온 또는 금속산화물을 첨가하여 나노결정을 일정한 방향으로 배향시키는 기술은 제시된 바가 없었으므로, 마이크로파에 대한 선택적 흡수 효과를 지닌 금속이온용액 또는 나노크기의 금속산화물을 나노접착제로서 활용하여 유기바인더의 사용 없이 무기소재 결정을 다차원의 나노조립체로 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
That is, the above-mentioned "method of manufacturing an inorganic crystal nano-assembly by microwave" of the Patent Publication No. 10-2003-0061145, conventionally, by irradiating microwaves to inorganic materials and adding metal ions or metal oxides to the nanocrystals in a certain direction Since the technique for orientation of the nanoparticles has not been suggested, a method of preparing an inorganic material crystal into a multidimensional nanoassembly without using an organic binder by using a metal ion solution or a nano-sized metal oxide having a selective absorption effect on microwaves as a nanoadhesive agent. Is to provide.
이를 위해, 상기한 공개특허 제10-2003-0061145호는, 무기소재의 나노조립체를 제조하는 방법에 있어서, 세공구조를 갖는 다공성 분자체와 2차원 층상구조 화합물 중에서 선택된 무기소재 전구체의 혼합용액 또는 무기소재의 결정용액을 제조한 다음, 상기 무기소재보다 유전도가 높은 금속이온 또는 금속산화물을 나노접착제로 첨가하여 밀봉된 반응기에 넣은 후 마이크로파를 조사하는 것을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무기 결정물 나노조립체의 제조방법을 개시하고 있다.
To this end, the above-mentioned Patent Publication No. 10-2003-0061145, in the method for producing a nano-assembly of an inorganic material, a mixed solution of a porous molecular sieve having a pore structure and an inorganic material precursor selected from a two-dimensional layered compound or Inorganic crystals, including preparing a crystal solution of an inorganic material, adding metal ions or metal oxides having a higher dielectric constant than the inorganic material as nano-adhesives, placing them in a sealed reactor, and then irradiating microwaves Disclosed is a method for preparing a nanoassembly.
아울러, 상기한 바와 같은 마이크로파를 이용하여 나노물질을 합성하는 종래기술의 또 다른 예로서는, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0382879호(2003.04.22. 등록)에 개시된 바와 같은 "탄소 나노튜브 합성 방법 및 이에 이용되는 탄소 나노튜브합성장치"가 있다.
In addition, as another example of the prior art for synthesizing nanomaterials using microwaves as described above, for example, "carbon nanotube synthesis" as disclosed in Korean Patent No. 10-0382879 (registered April 22, 2003). Method and a carbon nanotube synthesizer used therein.
더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-0382879호는, 종래의 탄소 나노튜브의 합성방법들은, 탄소 나노튜브를 합성하기 위한 반응온도를 제공하기 위해 반응기 전체를 가열하는 방법을 사용하고 있으므로, 촉매를 담체(support)나 기판(substrate)에 담지하여 사용할 경우, 담체나 기판은 상기한 바와 같은 높은 반응 온도에서도 견딜 수 있는 내열성 물질을 사용해야 하여 촉매의 담체나 기판의 선택에 제한이 발생하였던 문제점을 해결하여, 촉매의 국부적 가열에 의해 촉매의 담체나 기판이 높은 온도로 가열되는 것을 억제하며 탄소 나노튜브를 합성할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
More specifically, Patent No. 10-0382879 described above, since the conventional methods of synthesizing carbon nanotubes, a method of heating the entire reactor to provide a reaction temperature for synthesizing carbon nanotubes, When the catalyst is supported on a support or a substrate, the support or the substrate should be made of a heat-resistant material that can withstand the high reaction temperature as described above, causing a limitation in the selection of the carrier or the substrate of the catalyst. In order to solve the problem, it is intended to provide a method for synthesizing carbon nanotubes while preventing the catalyst carrier or substrate from being heated to a high temperature by local heating of the catalyst.
이를 위해, 상기한 등록특허 제10-0382879호는, 철, 니켈 또는 코발트의 전이 금속으로 이루어지거나, 상기 전이 금속의 금속 황화물, 금속 탄화물, 금속 산화물, 금속염, 또는 상기 전이 금속을 함유한 유기 화합물로 이루어지는 촉매를 반응기 내에 도입하는 단계, 상기 촉매 상에 아세틸렌, 메탄, 프로판 및 벤젠 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 탄화 수소 가스를 포함하는 탄소 소오스 가스를 포함하는 반응 가스를 제공하는 단계, 상기 반응기 내의 촉매를 마이크로웨이브 방사로 선택적으로 가열하는 국부적 가열 단계 및 상기 가열된 촉매 상으로부터 탄소 나노튜브를 성장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노튜브 합성 방법을 개시하고 있다.
To this end, the above-mentioned Patent No. 10-0382879 is made of a transition metal of iron, nickel or cobalt, or an organic compound containing a metal sulfide, a metal carbide, a metal oxide, a metal salt, or the transition metal of the transition metal. Introducing a catalyst consisting of: a reaction gas comprising a carbon source gas comprising at least one hydrocarbon gas selected from the group consisting of acetylene, methane, propane, benzene, and the like; A method of synthesizing carbon nanotubes is disclosed that comprises locally heating the catalyst in the reactor with microwave spinning and growing carbon nanotubes from the heated catalyst.
상기한 바와 같이, 종래, 실리콘이나 무기물 및 탄소 나노튜브의 제조에 마이크로 웨이브를 이용하는 방법이 제안되고 있으나, 산화 아연(ZnO)과 같은 물질로 이루어진 시드(seed)로부터 나노와이어를 성장시키고 압전효과를 이용하여 전력을 생산하는 나노발전기에 있어서, 마이크로 웨이브를 이용하여 시드로부터 나노와이어를 성장시키는 장치나 방법에 대하여는 제시된 바가 없었다.
As described above, in the related art, a method using microwaves for the production of silicon, an inorganic material, and carbon nanotubes has been proposed. However, nanowires are grown from seeds made of a material such as zinc oxide (ZnO) and piezoelectric effect is obtained. In a nanogenerator that uses power generation, no device or method for growing nanowires from seeds using microwaves has been suggested.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 개선하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 나노발전기에 있어서, 마이크로 웨이브를 이용하여 시드로부터 나노와이어를 성장시킴으로써 종래에 비해 용이하게 나노와이어를 성장시킬 수 있는 나노와이어 성장용기 및 그러한 용기를 이용한 나노와이어의 성장방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention seeks to ameliorate the problems of the prior art as described above. Accordingly, an object of the present invention is to grow nanowires more easily than in the prior art by growing nanowires from seeds using microwaves in a nanogenerator. It is intended to provide a nanowire growth vessel that can be made and a method of growing nanowires using such a vessel.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 나노와이어 성장용기에 있어서, 상기 성장용기의 본체를 이루는 제 1 유전체와, 상기 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지며, 상기 제 1 유전체 내에 투입되는 제 2 유전체와, 상기 제 1 유전체의 양단에 각각 설치되는 전극과, 상기 전극을 통하여 상기 성장용기에 마이크로 웨이브를 인가하는 마이크로웨이브 발생기(microwave generator)를 포함하여 구성되고, 상기 제 2 유전체 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드를 담그고 상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브를 인가하면, 상기 제 1 유전체와 상기 제 2 유전체의 유전율 차이에 의해 상기 용기의 중앙부에 전하가 집중됨으로써 상기 시드로부터 나노와이어의 성장이 촉진되도록 구성된 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장용기가 제공된다.
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the nanowire growth vessel, the first dielectric constituting the main body of the growth vessel, and has a dielectric constant higher than that of the first dielectric, the first dielectric And a microwave generator for applying microwaves to the growth vessel through the electrodes, a second dielectric introduced into the inside, an electrode provided at both ends of the first dielectric, and the second dielectric being applied to the growth vessel. Dipping a seed for growing nanowires in a dielectric and applying microwave through the electrode concentrates charge on the center of the vessel due to the difference in permittivity between the first and second dielectrics, thereby reducing the amount of nanowires from the seed. Nanowire growth vessel is characterized in that it is configured to promote growth It is.
여기서, 상기 제 1 유전체는 고체 물질로 구성되고, 상기 제 2 유전체는 액체 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Wherein the first dielectric is comprised of a solid material and the second dielectric is comprised of a liquid material.
또한, 본 발명에 따르면, 나노와이어 성장방법에 있어서, 제 1 유전체를 이용하여 성장용기를 구성하는 단계와, 상기 성장용기의 양단에 전극을 각각 설치하는 단계와, 상기 전극을 통하여 상기 성장용기에 마이크로 웨이브를 인가하기 위한 마이크로웨이브 발생기(microwave generator)를 설치하는 단계와, 상기 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 제 2 유전체를 상기 제 1 유전체 내에 투입하는 단계와, 상기 제 2 유전체 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드를 담그고 상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브를 인가하는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브가 인가되면, 상기 제 1 유전체와 상기 제 2 유전체의 유전율 차이에 의해 상기 용기의 중앙부에 전하가 집중됨으로써 상기 시드로부터 나노와이어의 성장이 촉진되도록 구성된 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장방법이 제공된다.
In addition, according to the present invention, in the nanowire growth method, comprising the steps of constructing a growth vessel using a first dielectric, and installing electrodes on both ends of the growth vessel, and through the electrode to the growth vessel Installing a microwave generator for applying microwaves, introducing a second dielectric having a dielectric constant higher than that of the first dielectric into the first dielectric, and introducing nanoparticles into the second dielectric Immersing a seed for growing a wire and applying a microwave through the electrode, wherein when microwave is applied through the electrode, the vessel is caused by a difference in dielectric constant between the first dielectric and the second dielectric. Concentration of charge in the center of the nanowires encourages the growth of nanowires from the seed The nanowire growth method that is configured to be characterized is provided.
여기서, 상기 제 1 유전체는 고체 물질로 구성되고, 상기 제 2 유전체는 액체 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Wherein the first dielectric is comprised of a solid material and the second dielectric is comprised of a liquid material.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제 1 유전체로 구성되는 성장용기 및 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 제 2 유전체로 이루어진 성장용액을 이용하여, 성장용기 내에 성장용액을 투입하고, 성장용액에 시드를 담근 후, 마이크로 웨이브를 인가하면, 제 1 유전체로 이루어진 성장용기와 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 제 2 유전체로 이루어진 성장용액의 유전율 차이에 의해, 중앙부에 전하가 집중되어 나노와이어의 성장이 촉진됨으로써 종래에 비해 용이하게 나노와이어를 성장시킬 수 있는 나노와이어 성장용기 및 그러한 용기를 이용한 나노와이어의 성장방법을 제공할 수 있다.
As described above, according to the present invention, a growth solution is introduced into a growth container by using a growth solution composed of a growth container composed of a first dielectric material and a second dielectric material having a higher dielectric constant than that of the first dielectric material. After immersing the seed in the solution and applying microwave, charges are concentrated in the center due to the difference in permittivity between the growth container made of the first dielectric and the growth solution made of the second dielectric having a higher dielectric constant than that of the first dielectric. By promoting the growth of nanowires, it is possible to provide a nanowire growth vessel capable of growing nanowires more easily than in the related art, and a method of growing nanowires using such a container.
도 1은 본 발명에 따른 나노와이어 성장용기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing the overall configuration of the nanowire growth vessel according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described a specific embodiment of the nanowire growth vessel and nanowire growth method using a microwave according to the present invention.
여기서, 이하의 설명에서는, 종래기술과 동일한 내용이나 당업자에게 있어서 자명한 내용은 설명을 간략히 하기 위해 생략하고 다른 점만을 설명하였음에 유의해야 한다.
Here, in the following description, it should be noted that the same contents as those in the prior art or obvious contents to those skilled in the art have been omitted for the sake of brevity, and only different points are described.
또한, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
It should be noted that the contents described below are only examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited only to the contents of the embodiments described below.
즉, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법은, 후술하는 바와 같이, 임의의 유전율을 가지는 제 1 유전체로 이루어진 성장용기 내부에, 상기한 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 제 2 유전체로 이루어진 성장용액을 투입하고, 이러한 성장용액 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드를 담근 후, 성장용기 양단에 설치된 전극을 통하여 마이크로 웨이브를 인가함으로써, 제 1 유전체로 이루어진 성장용기와 제 2 유전체로 이루어진 성장용액의 유전율 차이에 의해 중앙부에 전하가 집중되도록 하고, 그것에 의해, 시드로부터 나노와이어의 성장이 촉진되도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
That is, the nanowire growth vessel and the nanowire growth method using the microwave according to the present invention, as described later, inside the growth vessel made of a first dielectric having an arbitrary dielectric constant, higher than the dielectric constant of the first dielectric A growth container made of the first dielectric material is introduced by inserting a growth solution made of a second dielectric having a dielectric constant, dipping a seed for growing nanowires in the growth solution, and then applying microwaves through electrodes provided at both ends of the growth container. The charge is concentrated in the center due to the difference in permittivity of the growth solution consisting of and the second dielectric, thereby promoting growth of the nanowires from the seed.
계속해서, 도 1을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
Subsequently, a specific embodiment of the nanowire growth vessel and the nanowire growth method using the microwave according to the present invention as described above will be described with reference to FIG. 1.
즉, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노와이어 성장용기(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
That is, referring to Figure 1, Figure 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노와이어 성장용기(10)는, 성장용기 본체를 구성하고 임의의 유전율을 가지는 제 1 유전체(11)와, 상기 제 1 유전체(11)의 유전율과 상이한 제 2 유전율을 가지며, 상기 제 1 유전체(11) 내에 투입되는 제 2 유전체(12)와, 상기 제 1 유전체(11)의 양단에 각각 설치되는 전극(13)과, 상기 전극(13)을 통하여 상기 나노와이어 성장용기(10)에 마이크로 웨이브를 인가하는 마이크로웨이브 발생기(microwave generator)(14)를 포함하여 구성되어 있다.
As shown in FIG. 1, the
여기서, 제 2 유전체는 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 물질로 구성된다.
Here, the second dielectric is made of a material having a dielectric constant higher than that of the first dielectric.
또한, 나노와이어 성장용기(10)의 본체를 구성하는 제 1 유전체(11)는 고체 물질로 형성되고, 제 1 유전체(11) 내에 투입되는 제 2 유전체(12)는 액체 물질로 이루어진다.
In addition, the
따라서 상기한 바와 같이 하여 구성된 나노와이어 성장용기(10)의 제 2 유전체(12) 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드(15)를 담그고, 전극(13)을 통하여 마이크로 웨이브를 인가하면, 제 1 유전체(11)와 제 2 유전체(12)의 유전율 차이에 의해 성장용기(10)의 중앙부에 전하가 집중되게 되고, 그것에 의해 시드(15)로부터 나노와이어(16)의 성장이 촉진되게 된다.
Accordingly, when the
즉, 본 발명은, 상기한 종래기술의 내용에서 설명한 바와 같이, 마이크로 웨이브를 이용함으로써 일반적인 방법에 비해 반응속도가 촉진되고, 아울러, 상기한 바와 같이 각각 유전율이 상이한 제 1 유전체(11)와 제 2 유전체(12)를 이용함으로써 시드(15)가 위치한 중앙부에 전하가 집중되도록 할 수 있고, 그것에 의해 나노와이어(16)의 성장이 더욱 촉진될 수 있다.
That is, in the present invention, as described in the above-described prior art, the reaction rate is accelerated as compared with the general method by using the microwave, and as described above, the
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 종래의 방법에 비하여 나노와이어의 성장이 촉진된 나노와이어 성장용기 및 나노와이어 성장방법을 제공할 수 있다.
Therefore, it is possible to implement the nanowire growth vessel and nanowire growth method using the microwave according to the present invention as described above, thereby, nanowire growth vessel and nanowires that promote the growth of nanowires compared to the conventional method It can provide a growth method.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 나노와이어 성장방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
As described above, the detailed description of the nanowire growth method using the microwave according to the present invention through the embodiment of the present invention as described above, but the present invention is not limited to the contents described in the above embodiment, Therefore, it is a matter of course that various modifications, changes, combinations and substitutions may be made by those skilled in the art according to design needs and various other factors by those skilled in the art.
10. 나노와이어 성장용기 11. 제 1 유전체
12. 제 2 유전체 13. 전극
14. 마이크로웨이브 발생기 15. 시드
16. 나노와이어 10.
12.
14.
16. Nanowire
Claims (4)
상기 성장용기의 본체를 이루는 제 1 유전체와,
상기 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지며, 상기 제 1 유전체 내에 투입되는 제 2 유전체와,
상기 제 1 유전체의 양단에 각각 설치되는 전극과,
상기 전극을 통하여 상기 성장용기에 마이크로 웨이브를 인가하는 마이크로웨이브 발생기(microwave generator)를 포함하여 구성되고,
상기 제 2 유전체 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드를 담그고 상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브를 인가하면, 상기 제 1 유전체와 상기 제 2 유전체의 유전율 차이에 의해 상기 용기의 중앙부에 전하가 집중됨으로써 상기 시드로부터 나노와이어의 성장이 촉진되도록 구성된 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장용기.
In nanowire growth vessel,
A first dielectric constituting the body of the growth container;
A second dielectric having a dielectric constant higher than that of the first dielectric, and inserted into the first dielectric;
Electrodes provided at both ends of the first dielectric,
It comprises a microwave generator for applying a microwave to the growth vessel through the electrode (microwave generator),
Dipping a seed for growing nanowires in the second dielectric and applying microwave through the electrode causes charge to be concentrated in the center of the vessel due to the difference in permittivity of the first and second dielectrics from the seed. Nanowire growth vessel, characterized in that configured to promote the growth of nanowires.
상기 제 1 유전체는 고체 물질로 구성되고,
상기 제 2 유전체는 액체 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장용기.
The method of claim 1,
The first dielectric is composed of a solid material,
And the second dielectric is made of a liquid material.
제 1 유전체를 이용하여 성장용기를 구성하는 단계와,
상기 성장용기의 양단에 전극을 각각 설치하는 단계와,
상기 전극을 통하여 상기 성장용기에 마이크로 웨이브를 인가하기 위한 마이크로웨이브 발생기(microwave generator)를 설치하는 단계와,
상기 제 1 유전체의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 제 2 유전체를 상기 제 1 유전체 내에 투입하는 단계와,
상기 제 2 유전체 내에 나노와이어를 성장시키기 위한 시드를 담그고 상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브를 인가하는 단계를 포함하여 구성되고,
상기 전극을 통하여 마이크로 웨이브가 인가되면, 상기 제 1 유전체와 상기 제 2 유전체의 유전율 차이에 의해 상기 용기의 중앙부에 전하가 집중됨으로써 상기 시드로부터 나노와이어의 성장이 촉진되도록 구성된 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장방법.
In the nanowire growth method,
Constructing a growth vessel using the first dielectric,
Installing electrodes at both ends of the growth vessel;
Installing a microwave generator for applying microwaves to the growth vessel through the electrodes;
Injecting a second dielectric having a dielectric constant higher than that of the first dielectric into the first dielectric;
Immersing a seed for growing nanowires in the second dielectric and applying microwave through the electrode,
When the microwave is applied through the electrode, the nanowire is configured to promote the growth of nanowires from the seed by concentration of charge in the center of the container due to the difference in permittivity between the first dielectric and the second dielectric How to grow.
상기 제 1 유전체는 고체 물질로 구성되고,
상기 제 2 유전체는 액체 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장방법.
The method of claim 3,
The first dielectric is composed of a solid material,
And wherein said second dielectric is comprised of a liquid material.
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|---|---|---|---|
| KR1020110082819A KR101220400B1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Growing chamber and growing method of nonowires using microwave |
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2011
- 2011-08-19 KR KR1020110082819A patent/KR101220400B1/en active IP Right Grant
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