KR101362902B1 - AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite - Google Patents
AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite Download PDFInfo
- Publication number
- KR101362902B1 KR101362902B1 KR1020120019896A KR20120019896A KR101362902B1 KR 101362902 B1 KR101362902 B1 KR 101362902B1 KR 1020120019896 A KR1020120019896 A KR 1020120019896A KR 20120019896 A KR20120019896 A KR 20120019896A KR 101362902 B1 KR101362902 B1 KR 101362902B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- azo
- composite
- nanocomposite
- nanorods
- zno
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/16—Nanowires or nanorods, i.e. solid nanofibres with two nearly equal dimensions between 1-100 nanometer
Abstract
산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에, 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체를 개시한다. 본 발명에 따르면, ZnO에 있어서 낮은 억셉터 수준을 형성하기 위하여 알루미늄과 질소 원자를 공동으로 도핑함으로써 AZO;N 나노 복합체의 구조적 및 전기적 성질이 매우 개선된다. A nanocomposite of AZO: N further doped with nitrogen atoms (N) to AZO nanorods doped with zinc (ZnO) aluminum (Al), wherein the molar ratio of nitrogen atoms to AZO It discloses an AZO: N nanocomposite, characterized in that 0.1 to 8.0 mol%. According to the present invention, the structural and electrical properties of AZO; N nanocomposites are greatly improved by co-doping aluminum and nitrogen atoms to form low acceptor levels in ZnO.
Description
본 발명은 AZO:N 나노 복합체, 이의 제조방법 및 이를 채용한 나노소자 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄과 질소 원자가 도핑된 산화아연 복합체 나노로드로서 전기적 특성이 개선된 산화아연 나노 복합체, 이의 제조방법, 이를 채용한 나노소자 어셈블리, 및 상기 복합체를 채용한 광전자공학 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an AZO: N nanocomposite, a method of manufacturing the same, and a nanodevice assembly employing the same. More specifically, the zinc oxide nanocomposite having improved electrical properties as a zinc oxide composite nanorod doped with aluminum and a nitrogen atom, and The present invention relates to a manufacturing method, a nanodevice assembly employing the same, and an optoelectronic device employing the composite.
산화아연(ZnO)은 IIB-VIA족 반도체 물질로서 약 3.3 eV의 큰 밴드갭을 가지며, 여기자 결합 에너지(exciton binding energy)가 60 meV로 커서 청색 발광소자로 응용이 기대되는 물질이고, 또한, 표면 탄성파 소자, 압전 소자, 가스 센서, 투명 전극으로서 활용이 가능한 물질이다.Zinc oxide (ZnO) is a IIB-VIA group semiconductor material with a large bandgap of about 3.3 eV, and has an exciton binding energy of 60 meV, which is expected to be a blue light emitting device. It is a material that can be utilized as an acoustic wave element, a piezoelectric element, a gas sensor, and a transparent electrode.
나노로드, 나노와이어 등의 1차원 ZnO 나노 물질은 수 나노미터(nm)에서 수십 나노미터(nm)의 직경과 수백 나노미터(nm)에서 수 마이크로미터(㎛)의 길이를 갖는 물질을 말하며, 이러한 1차원 ZnO 나노 물질은 기존의 벌크 소재에서 볼 수 없었던 다양한 물리적 화학적 특성을 보이며, 이러한 특성을 이용한 나노소자 개발의 기본 소재(building block)로서 많은 응용이 기대되고 있다.One-dimensional ZnO nanomaterials such as nanorods and nanowires refer to materials having diameters of several nanometers (nm) to tens of nanometers (nm) and lengths of several hundred nanometers (nm) to several micrometers (μm). Such one-dimensional ZnO nanomaterials exhibit various physical and chemical properties not seen in conventional bulk materials, and many applications are expected as basic building blocks of nanodevice development using these properties.
이러한 ZnO를 이용한 나노로드, 나노와이어, 나노구조물 등은 우수한 광투과성, 큰 압전지수, UV 발광(emission) 특성을 나타내어 나노 크기의 전자소자, 광소자, 센서를 구현하는 기본 재료로서 UV 발광 다이오드(LEDs)나 레이저 다이오드(LDs)의 투명전극, 광전지소자, 광도파(optical wave guides), 및 가스 센서 등의 여러 종류의 소자에 응용되고 있다.Such nanorods, nanowires, nanostructures, etc. using ZnO exhibit excellent light transmittance, large piezoelectricity, and UV emission characteristics, thus providing a nano-scale electronic device, optical device, and sensor. It is applied to various kinds of devices such as transparent electrodes of LEDs) and laser diodes (LDs), photovoltaic devices, optical wave guides, and gas sensors.
상기한 바와 같이, 나노 스케일의 소자들을 제조하는데 있어서 ZnO 나노로드, 나노와이어, 나노구조물 등이 핵심 물질로서 중요한 역할을 갖게 됨으로써, 고품질의 1-차원 ZnO 나노로드, 나노와이어, 나노구조물 등의 합성 방법 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. As described above, ZnO nanorods, nanowires, nanostructures, etc. play an important role as core materials in the fabrication of nanoscale devices, thereby synthesizing high quality 1-dimensional ZnO nanorods, nanowires, nanostructures, and the like. Much attention is focused on method development.
국내공개특허 제2010-0130379호는 전극층에 ZnO 씨드층을 형성하고 ZnO 씨드층이 형성된 기판을 작업 전극에 연결하고 작업 전극에 전압을 인가하여 ZnO 나노로드를 성장시키는 방법으로서 수열-전기화학적 합성에 의한 ZnO 나노로드의 제조방법을 개시하고 있다. Korean Patent Publication No. 2010-0130379 discloses a method of growing a ZnO nanorod by forming a ZnO seed layer on an electrode layer, connecting a substrate on which a ZnO seed layer is formed to a working electrode, and applying a voltage to the working electrode. A method for producing ZnO nanorods is disclosed.
ZnO는 Zn 사이의 또는 O의 비어있는 부분, 높은 억셉터의 활성화 에너지, 및 자연적인 도너의 결함으로 인한 낮은 억셉터의 자기 보상과 같은 본질적인 결함 또는 불순물로 인하여 n-타입의 도전성을 나타낸다. 결과적으로 ZnO계 p-n 접합의 연구는 p-타입 실리콘 또는 갈륨 나이트라이드 기판 상에 ZnO 증착을 통하여 행하여 진다. 그러나 이것은 ZnO계 광전자공학 장치의 고품질 성능의 구현을 제한하게 된다는 문제점이 있었다.
ZnO exhibits n-type conductivity due to inherent defects or impurities, such as between Zn or the free portion of O, high acceptor activation energy, and low acceptor self compensation due to natural donor defects. As a result, the study of ZnO based pn junctions is done through ZnO deposition on p-type silicon or gallium nitride substrates. However, this has a problem in that the implementation of high quality performance of ZnO-based optoelectronic devices is limited.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, ZnO에 있어서 낮은 억셉터 수준을 형성하기 위한 p-타입의 도펀트를 도입하는 것을 시도하고자 한 것으로서 p-ZnO/n-ZnO 동종 접합을 제조하기 위한 p형 산화아연 나노로드를 성장시킴으로써 전기적 특성이 향상된 나노 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, to attempt to introduce a p-type dopant for forming a low acceptor level in ZnO as p to prepare a p-ZnO / n-ZnO homogeneous junction An object of the present invention is to provide a nanocomposite having improved electrical properties by growing a type zinc oxide nanorod.
또한 본 발명은 p-ZnO/n-ZnO 동종 접합을 제조하기 위한 p형 산화아연 나노로드를 성장시킴으로써 전기적 특성이 향상되는 나노 복합체의 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a nanocomposite having improved electrical properties by growing a p-type zinc oxide nanorod for preparing a p-ZnO / n-ZnO homogeneous junction.
또한 본 발명은 p-ZnO/n-ZnO 동종 접합을 제조하기 위한 p형 산화아연 나노로드를 성장시킴으로써 전기적 특성이 향상된 나노소자 어셈블리 또는 광전자공학 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a nanodevice assembly or an optoelectronic device having improved electrical properties by growing p-type zinc oxide nanorods for preparing p-ZnO / n-ZnO homogeneous junctions.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,
산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에,On AZO nanorods doped with zinc oxide (ZnO) and aluminum (Al),
질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서,Nanocomposites of AZO: N further doped with nitrogen atoms (N),
상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체를 제공한다.
It provides an AZO: N nanocomposite, characterized in that the molar ratio of nitrogen atoms to AZO in the complex is 0.1 to 8.0 mol%.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은To achieve these and other objects,
산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)을 도핑하여 AZO 시드층을 형성하는 단계;Doping aluminum (Al) with zinc oxide (ZnO) to form an AZO seed layer;
상기 AZO 시드층에 질소를 함유하는 용액을 추가로 도핑하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 및 Further doping a solution containing nitrogen into the AZO seed layer to form a mixed solution; And
상기 혼합 용액을 교반하고, 가열하여 기판상에 도포한 다음 건조하여 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 나노 복합체를 형성하는 단계를 포함하는 AZO:N의 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.
A method for preparing a nanocomposite of AZO: N comprising stirring the mixture solution, heating to apply it onto a substrate, and then drying to form a nanocomposite having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of 0.1 to 8.0 mol%. to provide.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은According to another aspect of the present invention,
산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체를 채용한 나노소자 어셈블리를 제공한다.
A nanocomposite of AZO: N in which AZO nanorods doped with zinc oxide (ZnO) and aluminum (Al) doped additionally with nitrogen atoms (N), wherein the molar ratio of nitrogen atoms to AZO in the complex is 0.1 Provided is a nanodevice assembly employing the AZO: N nanocomposite, characterized in that from to 8.0 mol%.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은According to another aspect of the present invention,
산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 복합체 나노로드로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체를 채용한 광전자공학 장치를 제공한다.
A composite nanorod of AZO: N further doped with AZO nanorods doped with zinc oxide (ZnO) and aluminum (Al) doped with nitrogen atoms (N), wherein the molar ratio of nitrogen atoms to AZO Provided is an optoelectronic device employing an AZO: N nanocomposite, characterized in that from 0.1 to 8.0 mol%.
본 발명에 따르면, ZnO에 있어서 낮은 억셉터 수준을 형성하기 위하여 알루미늄과 질소 원자를 공동으로 도핑함으로써 AZO;N 나노 복합체의 구조적 및 전기적 성질이 매우 개선된다.
According to the present invention, the structural and electrical properties of AZO; N nanocomposites are greatly improved by co-doping aluminum and nitrogen atoms to form low acceptor levels in ZnO.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 질소 원자 도핑 몰비를 상이하게 하는 경우의 AZO:N 나노로드의 SEM 이미지를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 질소 원자 도핑 몰비를 상이하게 하는 경우의 AZO:N 나노로드의 XRD 결과를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AZO:N 나노로드의 XPS 결과를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AZO/n-Si 및 AZO:N 나노로드의 I-V 측정결과를 도시한다.FIG. 1 shows SEM images of AZO: N nanorods with different nitrogen atom doping molar ratios in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows XRD results of AZO: N nanorods with different nitrogen atom doping molar ratios in accordance with one embodiment of the present invention.
3 illustrates XPS results of AZO: N nanorods according to an embodiment of the present invention.
4 shows IV measurement results of AZO / n-Si and AZO: N nanorods according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명은 산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에, 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체 를 제공한다. 본 발명의 나노 복합체는 나노로드를 기본적인 구조로 하나, 적용되는 분야의 특성에 맞추어 나노와이어, 나노선, 나노섬유, 나노필름 등의 다양한 형상을 포함할 수 있다.The present invention is a nanocomposite of AZO: N further doped with AZO nanorods doped with zinc (ZnO) aluminum (Al), nitrogen atoms (N), the nitrogen atom for AZO in the complex It provides a AZO: N nanocomposite, characterized in that the molar ratio of 0.1 to 8.0 mol%. The nanocomposite of the present invention has a nanorod as a basic structure, and may include various shapes such as nanowires, nanowires, nanofibers, and nanofilms according to the characteristics of the applied field.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 복합체의 저항도는 9.58 × 10-2 내지 1.01 × 10 Ωcm 인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면 산화아연 나노로드에 질소를 도핑함에 따라 복합체의 저항도가 개선되는데, 이는 투명 도전 산화물이 n-타입의 도전물질로 존재하기 때문에 p타입 AZO 나노로드는 가스 센서, 태양전지, UV 탐지기를 포함한 광전자기기에 응용될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the resistivity of the composite is preferably 9.58 × 10 -2 to 1.01 × 10 Ωcm. According to the present invention, the resistance of the composite is improved by doping nitrogen to the zinc oxide nanorod, which is a p-type AZO nanorod because the transparent conductive oxide is present as an n-type conductive material. It can be applied to optoelectronic devices including detectors.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 복합체의 이동도(mobility)는 1.17 ~ 2.86 cm2/Vs 인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면 산화아연 나노로드에 질소를 도핑함에 따라 복합체의 이동도가 개선되는데, 이는 AZO:N 나노로드는 p-타입 도전성이고, 높은 홀 이동도는 전자기기 또는 광전자기기를 위한 균일한 ZnO 나노로드에 기반한 pn접합을 가능하게 한다.According to one embodiment of the invention, the mobility (mobility) of the composite is preferably 1.17 ~ 2.86 cm 2 / Vs. According to the present invention, the mobility of the composite is improved by doping nitrogen to the zinc oxide nanorods, which is said that AZO: N nanorods are p-type conductive, and high hole mobility is uniform ZnO for electronic or optoelectronic devices. Enable pn junctions based on nanorods.
본 발명의 AZO:N 나노 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 것이 바람직하고, 질소 원자의 몰비가 0.1 몰% 미만인 경우에는 불충분한 n-도핑으로 인하여 p-타입의 도전성을 나타내기 때문에 바람직하지 못하고, 8.0 몰%를 초과하는 경우에는 ZnO 나노로드가 제대로 성장할 수 없어 바람직하지 못하다.In the AZO: N nanocomposite of the present invention, it is preferable that the molar ratio of nitrogen atoms to AZO is 0.1 to 8.0 mol%, and when the molar ratio of nitrogen atoms is less than 0.1 mol%, p-type conductivity due to insufficient n-doping. It is not preferable because it represents, and when it exceeds 8.0 mol%, ZnO nanorods cannot grow properly, which is not preferable.
본 발명에 따르면, ZnO에 있어서 낮은 억셉터 수준을 형성하기 위하여 알루미늄과 질소 원자를 공동으로 도핑함으로써 AZO;N 복합체 나노로드의 구조적 및 전기적 성질이 매우 개선되도록 할 수 있다. According to the present invention, the structural and electrical properties of the AZO; N composite nanorods can be greatly improved by co-doping aluminum and nitrogen atoms to form low acceptor levels in ZnO.
본 발명의 다른 일 형태에 따르면, 산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)을 도핑하여 AZO 시드층을 형성하는 단계; 상기 AZO 시드층에 질소 용액을 추가로 도핑하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 및 상기 혼합 용액을 교반하고, 가열하여 기판상에 도포한 다음 건조하여 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 복합체 나노로드를 형성하는 단계를 포함하는 AZO:N의 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the method comprises: forming an AZO seed layer by doping aluminum (Al) to zinc oxide (ZnO); Further doping a nitrogen solution into the AZO seed layer to form a mixed solution; And stirring the mixed solution, heating to apply it onto a substrate, and then drying to form a composite nanorod having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of 0.1 to 8.0 mol%, wherein the nanocomposite of AZO: N is prepared. Provide a method.
먼저 산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)을 도핑하여 AZO 시드층을 형성한다. Zn 전구체는 질산아연, 황산아연, 염화아연, 아세트산아연 및 이들의 조합 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는 징크 아세테이트 디하이드레이트, 징크나이트레이트 헥사하이드레이트 등이 이용될 수 있다. First, zinc oxide (ZnO) is doped with aluminum (Al) to form an AZO seed layer. The Zn precursor may be any one of zinc nitrate, zinc sulfate, zinc chloride, zinc acetate and combinations thereof. Preferably zinc acetate dihydrate, zinc nitrate hexahydrate and the like can be used.
AZO 시드층(seed layer)은 예를 들어, 열증착, 스퍼터링, 스핀 코팅 또는 원자층 증착법에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 AZO 시드층의 두께는 1000 nm 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The AZO seed layer may be formed by, for example, thermal deposition, sputtering, spin coating, or atomic layer deposition, but is not limited thereto. The thickness of the AZO seed layer may be 1000 nm or less, but is not limited thereto.
다음으로 상기 AZO 시드층에 질소를 함유하는 용액을 추가로 도핑하여 혼합 용액을 형성한다. 질소를 함유하는 용액은 암모니아 수용액을 사용하고, 함량은 0.1 내지 1.22 mmol/L을 첨가하는 것이 바람직하다. Al/Zn 원자비가 1.0 내지 2.0 at%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 질소를 함유한 암모니아 수용액이 0.1 mmol/L 미만인 경우에는 AZO 나노로드가 n-타입의 전도성을 나타내기 때문에 바람직하지 못하고, 1.22 mmol/L를 초과하는 경우에는 AZO 나노로드가 성장할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다. 반응에 포함된 용액 중 용매는 물을 포함하는 극성용매이며, 예를 들어, 상기 용매는, 물과 함께, 알콜류, 케톤류 등의 극성 용매를 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Next, the AZO seed layer is further doped with a solution containing nitrogen to form a mixed solution. It is preferable that the solution containing nitrogen uses aqueous ammonia, and the content adds 0.1-1.22 mmol / L. It is preferable that the Al / Zn atomic ratio is 1.0 to 2.0 at%. If the aqueous ammonia solution containing nitrogen is less than 0.1 mmol / L, it is not preferable because the AZO nanorods exhibit n-type conductivity, and if it exceeds 1.22 mmol / L, it is not preferable because the AZO nanorods cannot grow. Can not do it. The solvent in the solution included in the reaction is a polar solvent containing water, for example, the solvent may include one or more polar solvents such as alcohols, ketones, etc. together with water, but is not limited thereto.
상기 혼합 용액을 교반하고, 가열하여 기판상에 도포한 다음 건조하여 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 용액을 스핀코팅하고, 이어서 핫플레이트 상에서 가열하여 건조한다. 이러한 단계 이후에 기판을 공기 중의 관상로(tube furnace)에 위치시켜 용매를 증발시키고 유기 잔류물을 제거한다. The mixed solution is stirred, heated to apply onto the substrate and then dried to spin coat a solution having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of 0.1 to 8.0 mole percent, followed by heating on a hotplate to dry. After this step, the substrate is placed in a tube furnace in air to evaporate the solvent and remove organic residue.
기판은 예를 들어 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 금속 기판, 석영, 금속 산화물 기판 또는 금속 질화물 기판일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The substrate may be, for example, but not limited to, a silicon substrate, a plastic substrate, a glass substrate, a metal substrate, a quartz, a metal oxide substrate, or a metal nitride substrate.
본 발명에 따라 제조된 ZnO 나노로드에 대하여 FE-SEM 이미지, PL 스펙트럼, X-선 회절 스펙트럼, HR-TEM 이미지 등을 측정하여 그 특성을 분석할 수 있다.The FE-SEM image, PL spectrum, X-ray diffraction spectrum, HR-TEM image, etc. may be measured and analyzed for ZnO nanorods prepared according to the present invention.
본 발명은 다른 일 형태에 따르면, 산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 AZO:N 나노 복합체를 채용한 나노소자 어셈블리를 제공한다.According to another aspect, the present invention provides a nanocomposite of AZO: N in which AZO nanorods doped with zinc (ZnO) and aluminum (Al) are further doped with nitrogen atoms (N). A nanodevice assembly employing the AZO: N nanocomposite having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of 0.1 to 8.0 mol% is provided.
본 발명은 다른 일 형태에 따르면, 산화아연(ZnO)에 알루미늄(Al)이 도핑된 AZO 나노로드(nanorod)에 질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 복합체 나노로드로서, 상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 0.1 내지 8.0 몰%인 AZO:N 나노 복합체를 채용한 광전자공학 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a composite nanorod of AZO: N, in which a nitrogen atom (N) is further doped into an AZO nanorod in which zinc (ZnO) is doped with aluminum (Al). Provided is an optoelectronic device employing an AZO: N nanocomposite having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of from 0.1 to 8.0 mol%.
본 발명에 따른 나노소자 어셈블리, 광전자공학 장치는 발광 다이오드, 전계방출소자, 레이저 다이오드, 광전지소자, 광도파로, 염료감응태양전지 및 가스센서 등 다양한 분야에 구체화될 수 있다. The nanodevice assembly and optoelectronic device according to the present invention may be embodied in various fields such as a light emitting diode, a field emission device, a laser diode, a photovoltaic device, an optical waveguide, a dye-sensitized solar cell, and a gas sensor.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이하에서 기술하는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. The description of the present invention is for the purpose of illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described below are exemplary in all respects and not restrictive.
실시예
Example
재료material
징크 아세테이트 디하이드레이트(Zn(CH3COO)2 ·H2O)Zinc acetate dihydrate (Zn (CH 3 COO) 2 · H 2 O)
징크나이트레이트 헥사하이드레이트(Zn(NO3)2·H2O) Zinc nitrate hexahydrate (Zn (NO 3) 2 · H 2 O)
알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트(Al(NO3)3·H2O)Aluminum nitrate nona-hydrate (Al (NO 3) 3 · H 2 O)
헥사메틸렌테트라민(HMTA) Hexamethylenetetramine (HMTA)
- 열거된 재료 전부를 시그마 알드리사로부터 구입함.
Purchased all of the listed materials from Sigma Aldissa.
실시예 1Example 1
기판(Corning glass E2000)을 Al이 도핑된 ZnO(AZO)시드층으로 스핀코팅하였다. AZO 시드층은 알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트의 적정량(1.5 at%)을 50 mM의 징크아세테이트 디하이드레이트 용액의 에탄올 용액에 가하여 Al/Zn 원자비가 1.5 at%가 되도록 하여 형성하였다. 이어서 상기 용액을 10초 동안 1000 rpm에서 스핀코팅하고, 이어서 20초 동안 2000 rpm에서 스핀코팅한 다음 1분 동안 200℃의 핫플레이트 상에서 가열하여 필름을 건조하였다. 이러한 단계 이후에 기판을 2시간 동안 공기 중의 350℃의 관상로(tube furnace)에 위치시켜 AZO 시드층을 형성하였고, 용매를 증발시키고 유기 잔류물을 제거하였다.The substrate (Corning glass E2000) was spin-coated with an Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The AZO seed layer was formed by adding an appropriate amount of aluminum nitrate nonahydrate (1.5 at%) to an ethanol solution of a 50 mM zinc acetate dihydrate solution such that the Al / Zn atomic ratio was 1.5 at%. The solution was then spin coated at 1000 rpm for 10 seconds, then spin coated at 2000 rpm for 20 seconds and then heated on a hotplate at 200 ° C. for 1 minute to dry the film. After this step, the substrate was placed in a 350 ° C. tube furnace in air for 2 hours to form an AZO seed layer, the solvent was evaporated and the organic residue was removed.
이어서 기판을 16 mM 징크나이트레이트 헥사하이드레이트 수용액 20 mL 및 알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트의 적정량에 스테인리스 스틸 홀더에 상기 기판을 위치시키고 AZO:N 나노와이어를 성장시켜 Al/Zn(1.5 at%) 및 25 mM 헥사메틸렌테트라민을 얻었다. 상기 용액에 암모니아 농도(NH4OH: 28%)를 0 내지 2.45mM로 변화시킴에 따라 상이한 질소 도핑 수준을 얻었다. Subsequently, the substrate was placed in a stainless steel holder in an appropriate amount of 20 mL of 16 mM zinc nitrate hexahydrate solution and aluminum nitrate nonahydrate, and AZO: N nanowires were grown to give Al / Zn (1.5 at%) and 25 mM. Hexamethylenetetramine was obtained. Different nitrogen doping levels were obtained by varying the ammonia concentration (NH 4 OH: 28%) in the solution from 0 to 2.45 mM.
질소 도핑을 하기 위하여, NH4OH 7.2몰%을 첨가하고 용액을 안정화하여 투명한 용액이 형성될 때까지 20분 동안 실온에서 교반하였다. 이어서 생성 용액은 오븐에서 4시간 동안 90℃까지 가열하였다. AZO:N 나노로드로 코팅된 기판을 에탄올과 물로 헹구고 질소 기류에서 건조시켰다. 500℃에서 2시간 동안 순수 Ar 대기 중에서 후속 어닐링 공정을 통하여 AZO:N 나노로드를 완성하였다.
For nitrogen doping, 7.2 mol% NH 4 OH was added and the solution was stirred for 20 minutes at room temperature until a clear solution was formed. The resulting solution was then heated to 90 ° C. in an oven for 4 hours. Substrates coated with AZO: N nanorods were rinsed with ethanol and water and dried in a stream of nitrogen. The AZO: N nanorods were completed through a subsequent annealing process in pure Ar atmosphere at 500 ° C. for 2 hours.
실시예 2Example 2
NH4OH 8.0몰%을 첨가하고 용액을 안정화여 투명한 용액이 형성될 때까지 교반한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
8.0 mole% of NH 4 OH was added and the solution was stabilized to perform the same procedure as in Example 1 except that the solution was stirred until a clear solution was formed.
비교예 1Comparative Example 1
기판(Corning glass E2000)을 Al이 도핑된 ZnO(AZO)시드층으로 스핀코팅하였다. AZO 시드층은 알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트의 적정량을 50mM의 징크아세테이트 디하이드레이트 용액의 에탄올 용액에 가하여 Al/Zn 원자비가 1.5 at%가 되도록 하여 제조하였다. 이어서 상기 용액을 10초 동안 1000rpm에서 스핀코팅하고, 이어서 20초 동안 2000rpm에서 스핀코팅한 다음 1시간 동안 200℃의 핫플레이트 상에서 가열하여 필름을 건조하였다. 이러한 단계 이후에 기판을 2시간 동안 공기 중의 350℃의 관상로(tube furnace)에 위치시켜 AZO 시드층을 형성하였고, 용매를 증발시키고 유기 잔류물을 제거하였다.The substrate (Corning glass E2000) was spin-coated with an Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The AZO seed layer was prepared by adding an appropriate amount of aluminum nitrate nonahydrate to an ethanol solution of a 50 mM zinc acetate dihydrate solution such that the Al / Zn atomic ratio was 1.5 at%. The solution was then spin coated at 1000 rpm for 10 seconds, then spin coated at 2000 rpm for 20 seconds and then heated on a hotplate at 200 ° C. for 1 hour to dry the film. After this step, the substrate was placed in a 350 ° C. tube furnace in air for 2 hours to form an AZO seed layer, the solvent was evaporated and the organic residue was removed.
이어서 기판을 16mM 징크나이트레이트 헥사하이드레이트 및 알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트의 1.5at의 수용액 20mL 중의 스테인리스 스틸 홀더에 위치시킴으로써 AZO 나노와이어를 성장시키고 Al/Zn(1.5 at%) 및 25mM 헥사메틸렌테트라민을 얻었다. 이어서 형성 용액을 오븐에서 4시간 동안 90℃까지 가열하였다. AZO:나노로드로 코팅된 기판을 에탄올과 물로 헹구고 질소 기류에서 건조시켜 AZO 나노로드를 완성하였다.
Subsequently, the substrate was placed in a stainless steel holder in 20 mL of an aqueous solution of 1.5 atm of 16 mM zinc nitrate hexahydrate and aluminum nitrate nonahydrate to grow AZO nanowires to obtain Al / Zn (1.5 at%) and 25 mM hexamethylenetetramine. . The forming solution was then heated to 90 ° C. in an oven for 4 hours. The AZO: nanorod coated substrates were rinsed with ethanol and water and dried in a stream of nitrogen to complete the AZO nanorods.
평가 방법Assessment Methods
실시예 및 비교예에 따른 나노로드의 모폴로지는 전자주사 현미경(scanning electron microscopy)(SEM, JSM-6700F)으로 평가하였다. 시료의 결정성은 40KV와 30mA 영역에서 Cu Kα(0.154nm)를 이용한 X-레이 회절(XRD, Bruker AXS D8 Discover)을 20 ~ 70° 2θ, 0.02° 단위로 측정하였다. 결합구조의 특성은 XPS(VG Scientific)로 분석하였고, 전기적 특성은 van der Pauw 법으로 Hall Effect 측정(HMS-3000, ECOPIA)과 I-V 측정으로부터 결정하였다.
The morphology of the nanorods according to Examples and Comparative Examples was evaluated by scanning electron microscopy (SEM, JSM-6700F). The crystallinity of the sample was measured by X-ray diffraction (XRD, Bruker AXS D8 Discover) using Cu Kα (0.154 nm) in the range of 40 KV and 30 mA in 20 to 70 ° 2θ, 0.02 ° units. The bond structure was characterized by XPS (VG Scientific), and the electrical properties were determined from the Hall Effect measurement (HMS-3000, ECOPIA) and IV measurement by van der Pauw method.
평가결과 - 구조적 특성Evaluation result-structural characteristics
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 N-도핑의 서로 다른 몰비에 따른 AZO:나노로드의 SEM 이미지를 나타낸다. (a)는 비교예 1, (b)는 실시예 1, (c)는 실시예 2를 나타내고 있다. 도 1을 참조하면, 비교예 1과 비교하여 실시예1,2는 더욱 성장된 형태의 나노로드를 확인할 수 있다.1 shows SEM images of AZO: nanorods according to different molar ratios of N-doped according to one embodiment of the present invention. (a) is Comparative Example 1, (b) is Example 1, and (c) is Example 2. Referring to FIG. 1, in comparison with Comparative Example 1, Examples 1 and 2 may identify nanorods in a more grown form.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도핑되지 않은 AZO(비교예 1), NH4OH 7.2 mol% (AZO:N(7.2))(실시예 1), 8.0 mol% (AZO:N(8.0))(실시예 2)를 갖는 AZO:나노로드의 XRD 결과를 도시한다.FIG. 2 shows undoped AZO (Comparative Example 1), 7.2 mol% NH 4 OH (AZO: N (7.2) ) (Example 1), 8.0 mol% (AZO: N (8.0 ) according to one embodiment of the present invention. XRD results of AZO: nanorod with ) ) (Example 2).
본 발명의 실시예에 따른 AZO:N 나노로드 샘플은 (002) 배향의 결정성 육방정계 섬유아연석(wurtzite) 구조이고, 이는 c축으로 매우 배향된 것을 나타낸다. 결과는 암모니아 도핑의 다른 농도는 AZO 나노로드를 형성하지 않는다는 것을 나타낸다(표 1 참조). 도핑이 되지 않은 AZO 나노로드의 회절피크는 31.79, 34.52, 36.30, 47.61, 56.69, 62.97, 67.99 및 72.90의 2θ값이고, 이는 각각 육방정계 ZnO의 (100), (002), (101), (102), (110), (103) 및 (112)의 회절피크와 동일하다. 이러한 결과는 JCPDS 카드 no. 36-1451과 일치한다. AZO 나노로드의 결정성에서의 N 도핑효과를 연구하기 위하여 (002)회절피크의 동일성을 모니터하였다. AZO:N(7.2) 및 AZO:N(8.0) 나노로드에 대한 (002)회절피크의 2θ 각도값은 AZO 나노로드의 그것과 비교하여 0.026° 및 0.426° 낮은 쪽으로 이동하였다.The AZO: N nanorod sample according to an embodiment of the present invention is a crystalline hexagonal wurtzite structure with a (002) orientation, indicating that it is highly oriented in the c-axis. The results show that different concentrations of ammonia doping do not form AZO nanorods (see Table 1). The diffraction peaks of undoped AZO nanorods are 2θ values of 31.79, 34.52, 36.30, 47.61, 56.69, 62.97, 67.99 and 72.90, which are (100), (002), (101), ( The diffraction peaks of 102, 110, 103 and 112 are the same. This results in JCPDS card no. Consistent with 36-1451. The identity of the (002) diffraction peaks were monitored to study the N doping effect in the crystallinity of the AZO nanorods. The 2θ angle values of the (002) diffraction peaks for the AZO: N (7.2) and AZO: N (8.0) nanorods shifted by 0.026 ° and 0.426 ° lower compared to those of the AZO nanorods.
(mol%)N / Zn
(mol%)
concentration
(mmol/L)Ammonia
concentration
(mmol / L)
Diameter (nm) Height (㎛)AZO: N NR
Diameter (nm) Height (㎛)
실시예 1, 2의 AZO:N(7.2) 및 AZO:N(8.0) 샘플들은 도핑되지 않은 AZO 나노로드 샘플과 비교하여 반값 전폭(full width half-maximum (FWHM)) 증가하였고, 이는 AZO:N 샘플에서 c-축 격자 정수(lattice parameter)의 팽창을 의미한다. 또한 회절 피크(002)의 강도는 AZO:N 실시예 모두에서 매우 증가되었다. (002)피크의 강도가 N 도핑 증가와 함께 나타날 때 결정성의 뚜렷한 증가가 관찰되었다. (002)회절 피크(~ 30회) 강도의 강력한 증가는 AZO 나노로드 샘플에 비해서는 AZO:N(8.0)나노로드 샘플에서 관측되었다.The AZO: N (7.2) and AZO: N (8.0) samples of Examples 1 and 2 increased full width half-maximum (FWHM) compared to the undoped AZO nanorod sample, which was AZO: N Expansion of the c-axis lattice parameter in the sample. In addition, the intensity of the
결과들로부터 AZO:N 나노로드의 성장 동안 수성 Zn(NO3)2- HMTA 중에 과량의 OH의 존재 하에서 비균질 핵생성(heterogeneous nucleation)이 용이하게 일어나게 하고, 이는 (002)방향에서 성장률을 개선한다는 것을 추측할 수 있다. 90℃에서 수성 Zn(NO3)2- HMTA 전구체로부터 증착된 ZnO 나노로드에 대한 수열반응(hyderothermal reaction)이 다음 식과 같이 기술될 수 있다.
The results show that heterogeneous nucleation readily occurs in the presence of excess OH in aqueous Zn (NO 3 ) 2 -HMTA during growth of AZO: N nanorods, which improves the growth rate in the (002) direction. I can guess that. The hydrothermal reaction for ZnO nanorods deposited from aqueous Zn (NO 3 ) 2 -HMTA precursors at 90 ° C. can be described as follows.
(CH2)6N4 + 6H2O → 6HCHO + 4NH3 (1) (CH 2 ) 6 N 4 + 6H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 (1)
NH3 + H2O ↔ NH4 + + OH- (2) NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH - (2)
2OH- + Zn2 + ↔ ZnO + H2O (3) 2OH - + Zn 2 + ↔ ZnO + H 2 O (3)
AZO 나노로드에서 N-도핑을 확인하기 위하여, AZO:N 나노로드와의 조성을 구별하는데 x-ray photon electron spectroscopy (XPS)를 사용하였다. To identify N-doped AZO nanorods, x-ray photon electron spectroscopy (XPS) was used to distinguish the composition from the AZO: N nanorods.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 AZO:N(8.0) 나노로드 샘플의 XPS 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 397.8 eV에서 최대값을 갖는 피크가 검출되었으며, 이는 N 1의 코어 레벨에 상응한다. 398 eV에서의 중앙의 N 1s 피크는 일반적으로 N-Zn 결합으로 기술될 수 있다. 따라서 AZO 나노로드 상의 포함된 N은 암모니아 보조의 수열 성장 중의 AZO 나노로드 중의 O 위치의 치환으로 존재한다. 여기서 N 원자 소스는 암모니아 착물 화합물로부터 제공된다.
FIG. 3 is a graph showing XPS spectra of AZO: N (8.0) nanorod samples according to an embodiment of the present invention. FIG. A peak with a maximum at 397.8 eV was detected, which corresponds to the core level of
평가결과 - 전기적 특성Evaluation Result-Electrical Characteristics
도핑되지 않은 AZO(비교예 1), AZO:N(7.2)(실시예 1) 및 AZO:N(8.0)(실시예 2)의 전기적 저항성, 전하 이동도 및 전하 캐리어 농도는 표 2에 기재되어 있는 바와 같이 Hall Effect measurements를 이용하여 측정하였다. 도핑되지 않은 AZO 나노로드의 경우(비교예 1)에 주요한 전하 캐리어는 전자인 반면, AZO:N(7.2), 및 AZO:N(8.0)에서의 전하 캐리어는 정공이다. AZO, AZO:N(7.2), 및 AZO:N(8.0) 나노로드의 p-타입 전도성은 ZnO 매트릭스에서 N 원자 자리에 O 원자의 치환에 기인하는 것으로 암모니아 보조의 수열 성장 동안 XPS 측정에 의하여 확인되었다. AZO:N(8.0) 나노로드의 저항은 암모니아 보조의 수열 성장에 있어서 암모니아 농도의 증가에 의하여 10-2Ω 만큼 낮게 되는 것으로 측정되었다. 이러한 낮은 저항성은 소자 응용에 있어서 p-타입 AZO 나노로드의 잠재적 응용을 오 픈할 수 있다.The electrical resistivity, charge mobility and charge carrier concentrations of undoped AZO (Comparative Example 1), AZO: N (7.2) (Example 1) and AZO: N (8.0) (Example 2) are listed in Table 2. As measured, it was measured using Hall Effect measurements. In the case of undoped AZO nanorods (Comparative Example 1) the main charge carriers are electrons, while the charge carriers in AZO: N (7.2) and AZO: N (8.0) are holes. The p-type conductivity of the AZO, AZO: N (7.2) , and AZO: N (8.0) nanorods is due to the substitution of O atoms at the N atom site in the ZnO matrix and confirmed by XPS measurements during hydrothermal growth of ammonia-assisted It became. The resistance of the AZO: N (8.0) nanorods was determined to be as low as 10 −2 Ω due to the increase in ammonia concentration in hydrothermal growth of ammonia assisted. This low resistance can peunhal oh the potential applications of the p- type AZO nanorods according to device application.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류-전압 특성을 도시한 그래프이다. AZO 나노로드의 p-타입 거동을 확인하기 위하여, 도핑되지 않은 AZO 및 AZO:N(8.0)를 n-Si 웨이퍼 상에서 성장시키고 p-n 접합을 형성하였다(도 4의 왼쪽 상단 참조). I-V 측정은 실온에서 측정하였다. 도 4에는 도핑되지 않은 AZO 나노로드/n-Si 및 AZO:N(8.0) 나노로드/n-Si 접합에서의 I-V 커브를 도시하고 있다.4 is a graph illustrating current-voltage characteristics according to an embodiment of the present invention. To confirm the p-type behavior of the AZO nanorods, undoped AZO and AZO: N (8.0) were grown on n-Si wafers and pn junctions were formed (see upper left of FIG. 4). IV measurements were taken at room temperature. 4 shows IV curves in undoped AZO nanorods / n-Si and AZO: N (8.0) nanorods / n-Si junctions.
AZO:N(8.0) 나노로드/n-Si 접합에 대한 I-V 커브는 실온의 순방향 바이어스에서 6.82 V의 문턱전압(threshold voltage)을 갖는 정류 다이오드 특성을 나타내었으나, 역방향 바이어스에는 항복전압(breakdown voltage)이 약 -5.57 V가 나타났다.The IV curve for the AZO: N (8.0) nanorod / n-Si junction showed a rectifier diode characteristic with a threshold voltage of 6.82 V at forward bias at room temperature, but breakdown voltage for reverse bias. This appeared -5.57 V.
N이 도핑되지 않은 AZO 나노로드/n-Si 구조 p-n 접합의 경우, 비정류 특성이 관찰되었다(도 4의 좌측 하단 참조). AZO:N(8.0) 나노로드/n-Si 구조에서는 명백한 전기적 정류 특성이 나타났고, 이는 전형적인 p-n 접합의 형성을 나타낸다. 결과들은 암모니아 보조 수열 성장법에 의하여 얻어지는 AZO:N 나노로드 실시예에 대한 p-타입 거동을 명확히 나타내고 있다.
For N-doped AZO nanorods / n-Si structure pn junctions, non-rectification properties were observed (see bottom left of FIG. 4). The AZO: N (8.0) nanorods / n-Si structure showed obvious electrical rectification properties, indicating the formation of a typical pn junction. The results clearly show the p-type behavior for the AZO: N nanorods example obtained by ammonia assisted hydrothermal growth.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
Claims (8)
질소원자(N)가 추가로 도핑된 AZO:N의 나노 복합체로서,
상기 복합체에서 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 7.2 내지 8.0 몰%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체.
On AZO nanorods doped with zinc oxide (ZnO) and aluminum (Al),
Nanocomposites of AZO: N further doped with nitrogen atoms (N),
AZO: N nanocomposite, characterized in that the molar ratio of nitrogen atoms to AZO in the complex is 7.2 to 8.0 mol%.
상기 복합체의 저항도가 9.58 × 10-2 내지 1.01 × 10 Ωcm 인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체.
The method of claim 1,
AZO: N nanocomposite, characterized in that the resistance of the composite is 9.58 × 10 -2 to 1.01 × 10 Ωcm.
상기 복합체의 이동도(mobility)가 2.19 ~ 2.86 cm2/Vs 인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체.
The method of claim 1,
AZO: N nanocomposite, characterized in that the mobility of the complex (mobility) is 2.19 ~ 2.86 cm 2 / Vs.
상기 AZO 시드층에 질소를 함유하는 용액을 추가로 도핑하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 및
상기 혼합 용액을 교반하고, 가열하여 기판상에 도포한 다음 건조하여 AZO에 대한 질소 원자의 몰비가 7.2 내지 8.0 몰%인 복합체 나노로드를 형성하는 단계를 포함하는 AZO:N의 나노 복합체의 제조방법.
Doping aluminum (Al) with zinc oxide (ZnO) to form an AZO seed layer;
Further doping a solution containing nitrogen into the AZO seed layer to form a mixed solution; And
Stirring the mixed solution, heating to apply on the substrate and then dried to form a composite nanorod having a molar ratio of nitrogen atoms to AZO of 7.2 to 8.0 mol% to form a nanocomposite of AZO: N .
상기 AZO 시드층의 형성에서 Al/Zn의 원자비가 1.0 내지 2.0 at%인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Method for producing an AZO: N nanocomposite, characterized in that the atomic ratio of Al / Zn in the formation of the AZO seed layer is 1.0 to 2.0 at%.
상기 질소 용액은 NH4OH이고 농도는 1.0 내지 1.3 mmol/L인 것을 특징으로 하는 AZO:N 나노 복합체의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The nitrogen solution is NH 4 OH and the concentration is 1.0 to 1.3 mmol / L method of producing a nanocomposite, characterized in that.
A nanodevice assembly employing the AZO: N nanocomposite according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120019896A KR101362902B1 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120019896A KR101362902B1 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130098075A KR20130098075A (en) | 2013-09-04 |
| KR101362902B1 true KR101362902B1 (en) | 2014-02-24 |
Family
ID=49450156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120019896A KR101362902B1 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101362902B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101881639B1 (en) * | 2016-03-29 | 2018-08-27 | 국민대학교산학협력단 | Method for manufacturing supreamphiphilic surface and oil sepatrator |
-
2012
- 2012-02-27 KR KR1020120019896A patent/KR101362902B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| C.-H. Hsu et al. Nanotechnology. 2010, Vol. 21, Article ID. 285603 (pp. 1-8) * |
| C.-H. Hsu et al. Nanotechnology. 2010, Vol. 21, Article ID. 285603 (pp. 1-8)* |
| I.Y.Y Bu. Applied Surface Science. 2011, Vol. 257, pp.6107-6111 * |
| I.Y.Y Bu. Applied Surface Science. 2011, Vol. 257, pp.6107-6111* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130098075A (en) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101445877B1 (en) | Method for Manufacturing Zinc Oxide Nanowires | |
| Bahramian et al. | Influence of annealing temperature on morphological, optical and UV detection properties of ZnO nanowires grown by chemical bath deposition | |
| Talib et al. | ZnO nanorods/polyaniline heterojunctions for low-power flexible light sensors | |
| Sun et al. | Electrical and electroluminescence properties of As-doped p-type ZnO nanorod arrays | |
| Yang et al. | Thermal stability of sol–gel p-type Al–N codoped ZnO films and electric properties of nanostructured ZnO homojunctions fabricated by spin-coating them on ZnO nanorods | |
| Saha et al. | Generation of oxygen interstitials with excess in situ Ga doping in chemical bath deposition process for the growth of p-type ZnO nanowires | |
| Ravikumar et al. | Effect of Gd 3+ doping on key structural, morphological, optical, and electrical properties of CdO thin films fabricated by spray pyrolysis using perfume atomizer | |
| Xu et al. | Solution growth of crystalline ZnO thin film and its photodetector application | |
| Paul et al. | Investigation of the properties of single-step and double-step grown ZnO nanowires using chemical bath deposition technique | |
| US20110303912A1 (en) | Methods Of Manufacturing P-Type Zn Oxide Nanowires And Electronic Devices Including P-Type Zn Oxide Nanowires | |
| Xia et al. | High quality p-type N-doped AZO nanorod arrays by an ammonia-assisted hydrothermal method | |
| Pradhan et al. | Rectifying junction in a single ZnO vertical nanowire | |
| KR101362902B1 (en) | AZO:N Composite nano composite, method of preparing the composite and nanodevice assembly using the composite | |
| Yue et al. | Effect of Na doping on the nanostructures and electrical properties of ZnO nanorod arrays | |
| Yuan et al. | Growth of diameter-controlled ZnO nanorod arrays by hydrothermal technique for polymer solar cell application | |
| Yang et al. | Effects of H2O2 treatment on the optical and structural properties of ZnO nanorods and the electrical properties of conductive polymer/ZnO-nanorod array diodes | |
| Bu | Sol–gel production of wrinkled fluorine doped zinc oxide through hydrofluride acid | |
| Wang et al. | Solution processed CuI/n-Si junction device annealed with and without iodine steam for ultraviolet photodetector applications | |
| Marzuki et al. | Multi-staged sol–gel synthesis of Mg doped ZnO/CuO core-shell heterojunction nanocomposite: dopant induced and interface growth response | |
| KR102255210B1 (en) | ZnO-based p-n heterostructure controlled surface morphology and enhanced photoelectric properties, and fabrication method thereof | |
| KR101830801B1 (en) | Vapor-Confined Face-to-Face Annealing Method for Regrowth of ZnO nanorods | |
| Sta et al. | Fabrication and characterization of NiO/ZnO pn junctions by sol-gel spin coating technique | |
| KR101431818B1 (en) | Fabrication method for nanowire device | |
| Young et al. | UV enhanced field emission properties of ZnO nanosheets grown on a Si substrate | |
| Muhammad et al. | ZnO nanostructures assisted growth using different NH4F concentrations for photovoltaic applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |