KR101861148B1 - 나노 압전 발전 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
나노 압전 발전 소자가 개시된다. 개시된 나노 압전 발전 소자는 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 형성된 것으로, 반도체 압전 소재로 이루어지고, 나노 구조를 가지는 적어도 하나의 나노 압전부; 상기 제1전극과 상기 적어도 하나의 나노 압전부 사이에 형성된 것으로 절연물질로 이루어진 인터레이어;를 포함한다.
Description
본 개시는 나노 압전 발전 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
압전 발전 소자는 기계적 진동을 전기적 에너지로 변환하는 소자로, 소형 기기 및 센서의 전원으로 사용되거나, 또는 기계적 진동에 대한 센서로 사용될 수 있다.
최근 나노 스케일(nanoscopic scale)에서의 압전 현상인 나노 압전(nanopiezotronics)이 연구되고 있다. 나노 구조에서는 벌크(bulk) 구조의 경우보다 압전 효율이 향상된다. 그 이유는, 변형 제한(strain confinement) 효과에 의한 것으로, 벌크 구조의 경우 일방향의 스트레스(stress)에 의해 발생되는 스트레인(strain)이 스트레스 방향 뿐 아니라 스트레스가 가해지지 않는 방향으로도 전이되어 스트레인이 분산 되는데 반하여, 나노 구조, 특히 1차원 나노구조인 나노와이어(nanowire)의 경우, 이러한 스트레인이 스트레스가 가해지는 나노와이어의 길이 방향으로만 제한되어, 높은 압전 계수를 가질 수 있게 되기 때문이다.
한편, 널리 알려진 압전 소재인 PZT(Lead Zirconate Titanate) 또는 BTO(Barium Titanium Oxide) 등의 물질은 나노와이어화가 어려우며, 인체에 해로운 물질을 포함하고 있어, 최근에는 ZnO나 GaN 등과 같이 나노와이어 합성이 비교적 용이한 물질이 새로운 나노 압전 소재로 활발히 연구 되고 있다.
본 개시는 압전 효율이 증가된 나노 압전 발전 소자 및 그 제조방법을 제시하고자 한다.
일 유형에 따르는 나노 압전 발전 소자는 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 형성된 것으로, 반도체 압전 소재로 이루어지고 나노 구조를 가지는 적어도 하나의 나노 압전부; 상기 제1전극과 상기 적어도 하나의 나노 압전부 사이에 형성된 것으로 절연물질로 이루어진 인터레이어;를 포함한다.
상기 인터레이어는 산화물 또는 폴리머를 포함할 수 있으며, 예를 들어, MoO3 또는 VO2를 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 금속 물질 또는 전도성 산화물 또는 전도성 폴리머로 이루어질 수 있다.
상기 나노 압전부는 ZnO 또는 GaN을 포함할 수 있다.
상기 나노 압전부는 내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 적어도 하나의 나노 구조물과 상기 제1캐리어의 농도를 조절하는 농도조절수단을 더 구비할 수 있다.
상기 농도조절수단은 상기 나노 구조물 내부에 도핑된 것으로, 상기 제1캐리어의 극성과 반대 극성을 가지는 제2캐리어로 이루어질 수 있으며, 상기 나노구조물은 ZnO 반도체 나노와이어로 이루어지고, 상기 제2캐리어는 p형 불순물일 수 있으며, 상기 p형 불순물은 Li일 수 있다.
상기 농도조절수단은 상기 나노 구조물 표면에 부착된 것으로, 상기 제1캐리어와 동일한 극성의 전하를 가지는 기능기로 이루어질 수 있으며, 상기 나노구조물은 ZnO 반도체 나노와이어로 이루어지고, 상기 기능기는 음전하를 띨 수 있다.
상기 농도조절수단은 상기 나노 구조물 표면에 코팅된 강유전성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 나노 압전 발전 소자 제조방법은 제1전극 상에 절연물질로 이루어진 인터레이어를 형성하는 단계; 제2전극 상에 반도체 압전 소재로 이루어지고 나노구조를 가지는 적어도 하나의 나노압전부를 형성하는 단계; 상기 적어도 하나의 나노압전부를 상기 인터레이어에 접합하는 단계;를 포함한다.
상술한 나노 압전 발전 소자는 절연물질로 된 인터레이어를 전극과 반도체 압전 소재 사이에 삽입한 구조를 채용하여, 전극 소재의 선택 폭이 넓어지고, 또한, 압전 효율이 높아진다.
또한, 나노 구조물 내부의 캐리어 농도를 조절하는 구조를 함께 채용하여 압전 효율을 보다 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 나노 압전 발전 소자의 압전 전위를 보인 그래프들이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 나노 압전 발전 소자의 압전 전위를 보인 그래프들로, 각각 인터레이어의 재질이 MoO3인 경우 및 VO2인 경우에 대한 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도 5는 ZnO 나노와이어 내부의 캐리어 농도에 따른 압전 전위를 보인 전산 모사 그래프이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 나노 압전 발전 소자에 채용될 수 있는 나노 압전부의 예로서, 나노 구조물 표면에 기능기가 부착된 형태를 예시적으로 보인다.
도 7은 도 4의 나노 압전 발전 소자에 채용될 수 있는 나노 압전부의 다른 예로서, 나노 구조물 표면에 강유전체가 도포됨으로써 나노 구조물 내부 캐리어 농도가 제어되는 것을 보이는 개념도이다.
도 8a 내지 도 8c는 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 제조방법을 설명하는 도면들이다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 나노 압전 발전 소자의 압전 전위를 보인 그래프들이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 나노 압전 발전 소자의 압전 전위를 보인 그래프들로, 각각 인터레이어의 재질이 MoO3인 경우 및 VO2인 경우에 대한 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도 5는 ZnO 나노와이어 내부의 캐리어 농도에 따른 압전 전위를 보인 전산 모사 그래프이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 나노 압전 발전 소자에 채용될 수 있는 나노 압전부의 예로서, 나노 구조물 표면에 기능기가 부착된 형태를 예시적으로 보인다.
도 7은 도 4의 나노 압전 발전 소자에 채용될 수 있는 나노 압전부의 다른 예로서, 나노 구조물 표면에 강유전체가 도포됨으로써 나노 구조물 내부 캐리어 농도가 제어되는 것을 보이는 개념도이다.
도 8a 내지 도 8c는 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 제조방법을 설명하는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자(100)의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도면을 참조하면, 나노 압전 발전 소자(100)는 제1전극(120)과 제2전극(150), 제1전극(120)과 제2전극(150) 사이에 형성된 나노 압전부(140), 제1전극(120)과 적어도 하나의 나노 압전부(140) 사이에 형성된 인터레이어(130)를 포함한다.
나노 압전 발전 소자(100)는 미세한 진동이나 움직임에 의해서 발생하는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자로서, 압전 성능이 보다 향상될 수 있도록 나노 구조를 가지는 나노 압전부(140)와 절연물질로 이루어진 인터레이어(130)를 구비하고 있다.
보다 구체적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.
나노 압전부(140)는 반도체 압전 소재로 이루어지며, 나노 구조를 채용할 수 있다. 반도체 압전 소재로는 예를 들어, ZnO, GaN 등이 사용될 수 있다. 나노 구조로는 나노로드(nanorod), 나노와이어(nanowire), 나노포어(nanopore) 또는 나노튜브(nanotube)와 같은 형상을 채용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 나노 압전부(140)는 육각형, 사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있으며, 또한 나노니들(nano needle)과 같이 성장축 방향으로 단면의 크기가 달라지는 형태도 가질 수 있다. 나노 구조에서는 벌크(bulk) 구조의 경우보다 압전 효율이 향상될 수 있는데, 그 이유는, strain confinement 효과에 의한 것으로, 벌크 구조의 경우 일방향의 스트레스에 의해 발생되는 스트레인이 스트레스 방향뿐 아니라 스트레스가 가해지지 않는 방향으로도 전이되어 스트레인이 분산 되는데 반하여, 나노 구조, 특히 1차원 나노 구조인 나노와이어의 경우, 이러한 스트레인이 스트레스가 가해지는 나노와이어의 길이 방향으로만 제한되어, 높은 압전 계수를 가질 수 있기 때문이다.
인터레이어(130)는 제1전극(120)과 제2전극(150) 중 어느 하나, 예를 들어, 도시된 바와 같이 제1전극(120)과 나노 압전부(140) 사이에 마련될 수 있다.
일반적으로 반도체 압전 소재를 이용한 발전 소자에서 전극과 반도체 사이에 쇼트키 접합(Schottky contact)을 형성하게 된다. 외부에서 기계적인 힘이 압전 소재에 가해졌을 때 그 내부에 압전 전압이 발생하며, 이에 의해 형성된 양쪽 전극의 페르미(Fermi) 에너지 준위를 일치시키기 위해 외부 회로에서 전자의 흐름이 생긴다. 이와 같이 평형상태를 이루기 위한 전자의 흐름이 외부회로에서만 발생하기 위해서는 반도체 압전 소재와 전극 사이에 높은 쇼트키 장벽(Schottky barrier)이 요구된다. 그러나, 한편, 쇼트키 장벽에도 불구하고 계면을 통한 누설 전류(leakage current)가 존재할 수 있으며, 이는 발생된 전압을 강하시켜 에너지 발생 효율을 저하시키게 된다. 이러한 문제를 줄이기 위해서는 보다 높은 쇼트키 장벽을 형성해야 하며, 이를 위해 전극 소재의 선택이 제한된다. 예를 들어, 백금(Pt), 금(Au)과 같이 일함수가 높은 고가의 소재를 사용해야 한다.
본 실시예에서는 전극과 반도체 사이에 절연물질로 된 인터레이어(130)를 삽입하여, 전극 소재 선택의 제한을 없애고, 또한, 계면을 통한 누설 전류를 줄여 압전 효율을 높이고 있다.
인터레이어(130)은 다양한 재질의 절연물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 산화물 또는 폴리머 또는 이들이 혼합된 소재가 사용될 수 있다. 산화물로는 예를 들어, MoO3, VO2가 사용될 수 있다.
제1전극(130)과 제2전극(120)은 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 금속 소재 뿐 아니라, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 전도성 산화물과 다양한 종류의 전도성 폴리머(Conductive polymer) 또는 이들의 혼합으로 이루어지는 투명하고 플렉서블(flexible)한 성질을 가지는 전도성 소재가 제1전극(120), 제2전극(150)의 소재로 채용될 수 있다. 이외에도, 탄소 나노튜브(Carbon Nanotube), 전도성 폴리머(Conductive polymer), 나노섬유(Nanofiber), 나노복합재료(Nanocomposite) 또는 그래핀 등이 사용될 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이, 나노 압전 발전 소자(100)는 기판(110)을 더 포함할 수 있다. 기판(110)의 재질로는 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 기판(110)은 유리 기판 또는 실리콘 기판 등과 같은 솔리드 기판일 수 있다. 또한, 기판(110)으로 플라스틱 기판 또는 직물 기판 등과 같은 플렉서블 기판이 사용될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 기판(110)이 전도성 재료를 포함하는 경우, 기판(110)은 제1전극(120) 대신에 전극의 역할을 수행할 수 있다. 일 예로, 기판(110)이 고농도로 도핑된 실리콘을 포함하는 경우, 제1전극(120)은 기판(110) 상에 마련되지 않을 수 있다.
외부 부하(170)는 제1 및 제2전극(120, 150)에 연결되어, 나노 압전 발전 소자(100)에서 발생된 전기를 저장하거나 소모할 수 있다. 나노 압전 발전 소자(100)에 외부로부터 기계적인 힘 또는 에너지 예를 들어, 미세한 진동, 바람, 소리 또는 인체의 움직임 등이 가해지는 경우, 나노 압전부(140)가 변형된다. 또한, 이렇게 가해진 외부의 힘이 나노 압전 발전 소자(100)로부터 사라지는 경우, 나노 압전부(140)는 원래의 형태로 돌아올 수 있다. 이와 같이, 그 형태가 변형되거나, 원래 형태로 돌아오는 나노 압전부(140)는 압전 특성에 의해서 나노 압전부(140)의 양단에 연결된 제1 및 제2전극(120, 150) 사이에 소정의 전압이 유도된다. 외부 부하(170)가 커패시터인 경우, 나노 압전 발전 소자(100)에서 발생된 전기가 상기 커패시터에 저장될 수 있다. 또한, 외부 부하(170)가 나노 소자인 경우, 개시된 나노 압전 발전 소자(100)에서 발생된 전기는 상기 나노 소자에서 소모될 수 있다. 이와 같이, 나노 압전 발전 소자(100)는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 나노 압전 발전 소자의 압전 전위를 보인 그래프들이다.
비교예의 나노 압전 발전 소자는 인터레이어가 구비되지 않은 형태로서, 도 2a는 전극 소재로 ITO를 사용한 경우이고, 도 2b는 전극 소재로 Pt 및 Au를 사용한 경우이다.
도면들을 참조하면, ITO를 전극 소재로 사용한 경우에 비해 금속 재질인 Pt나 Au를 형성한 경우 압전 전위가 보다 높게 나타나며, 또한, 일함수가 보다 높은 Pt를 전극 소재로 사용한 경우, Au를 사용한 경우보다 압전 전위가 높게 나타나고 있다. 이러한 그래프들로부터, 압전 효율을 높이기 위해서는 전극 소재의 선택이 매우 제한됨을 알 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 나노 압전 발전 소자(100)의 압전 전위를 보인 그래프들로, 각각 인터레이어(130)의 재질이 MoO3인 경우 및 VO2인 경우에 대한 것이다.
그래프들은 모두 전극 소재로 ITO를 사용한 경우이다.
도 3a를 참조하면, 압전 전위는 인터레이어를 구비하지 않고 전극 소재로 ITO를 사용한 도 2a에 비해 매우 향상되었음을 볼 수 있다. 압전 전위는 대략 20배 이상 향상된 것으로 나타난다. 또한, MoO3와 유사한 일함수를 가지는 Pt 소재로 전극을 구성한 경우의 도 2b와 비교할 때에도 압전 전위는 두 배 이상 향상된 것으로 나타난다.
도 3b를 참조하면, 인터레이어로 VO2를 사용한 경우에도 압전 전위가 향상되고 있음을 볼 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자(200)의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
본 실시예는 나노 압전부(240)의 구성에서 도 1의 나노 압전 발전 소자(200)와 차이가 있다.
나노 압전부(240)는 내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 나노 구조물과, 상기 제1캐리어의 농도를 조절하는 농도조절수단을 포함하여 이루어진다.
예를 들어, 이러한 농도조절수단은 나노구조물 내부에 도핑된 것으로, 제1캐리어와 반대 극성을 가지는 제2캐리어가 될 수 있으며, 나노구조물이 ZnO 나노와이어인 경우 제1캐리어는 n형 캐리어, 제2캐리어는 p형 캐리어일 수 있고, p형 캐리어로 Li 사용될 수 있다.
이러한 구성은 나노 구조물 내부의 캐리어 농도가 낮을수록 압전 효율이 높아지는 점에 착안한 것으로, 인터레이어(130)의 도입과 함께, 나노 구조물 내부의 캐리어 농도를 제어함으로써 보다 높은 압전 효율을 구현하기 위한 것이다.
도 5는 ZnO 나노와이어 내부의 캐리어 농도에 따른 압전 전위를 보인 전산 모사 그래프이다. 전산 모사에서 ZnO 나노와이어는 직경 200nm, 길이 600nm인 육각형 실린더의 형상으로 모델링되었다. 여기서, 직경은 육각형의 가장 긴 대각선 길이를 의미한다. ZnO 나노와이어의 바닥면(bottom surface)은 기판에 접합되고 전기적으로 접지되며, 외부 스트레스(Tz), 107 N/m2 가 ZnO 나노와이어의 탑면(top surface)으로부터 나노와이어의 길이 방향을 따라 인가된다. 유도된 압전 전위는 ZnO 나노와이어 탑면의 중심에서 농도의 함수로 계산되었다. 그래프를 참조하면, 캐리어 농도가 높아질수록 압전 전위는 낮아지며, 캐리어 농도가 대략 1015/cm3 보다 커질 때, 압전 전위가 급격히 낮아짐을 볼 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 나노 압전 발전 소자(200)에 채용될 수 있는 나노 압전부(240)의 다른 예를 보인다.
나노 압전부(240)는 내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 나노 구조물(241)과 나노 구조물(241) 표면에 부착된 기능기를 포함하여 이루어진다. 기능기는 제1캐리어와 동일한 극성의 전하를 가지며, 예를 들어, 나노 구조물(241)은 ZnO 반도체 나노와이어로 이루어지고, 도시된 바와 같이, 기능기는 음전하를 띠는 카르복실기일 수 있다.
도 7은 도 4의 나노 압전 발전 소자(200)에 채용될 수 있는 나노 압전부(240)의 다른 예를 보인다.
나노 압전부(240)는 내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 나노 구조물(241)과 나노 구조물(241) 표면에 도포된 강유전체(245)를 포함하여 이루어진다. 나노구조물(241) 표면에 코팅된 강유전체(245)는 전기 쌍극자(247)를 한 방향으로 정렬하여 내부 전하 농도를 제어하게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 강유전체(245)가 나노와이어 형태의 나노구조물(241)에 + 전압을 인가하면, 강유전체(245)는 나노와이어에 가까운 쪽에 음전하를, 나노와이어와 먼 쪽에 양전하를 띄게 된다. 이와 같이 강유전체(245)의 전기쌍극자(247)가 정렬됨에 따라 쿨롱 힘(coulombic force), 반발력(repulsive force)에 의해 나노와이어 내부의 전자(e)가 밖으로 빠져나감으로써 내부 캐리어 농도가 제어될 수 있다. 강유전체(245)로 PVDF, BTO, PZT 등이 사용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 실시예에 따른 나노 압전 발전 소자의 제조방법을 설명하는 도면들이다.
도 8a와 같이, 제1전극(320)을 준비하고, 제1전극(320) 상에 절연물질로 이루어진 인터레이어(330)를 형성한다. 제조상의 편의에 따라 제1전극(320)은 기판(미도시) 상에 형성될 수 있다. 제1전극(320)의 소재로는 금속 또는 전도성 산화물 또는 전도성 폴리머가ㅏ 사용될 수 있다. 인터레이어(330)는 산화물 또는 폴리머 또는 이들이 혼합된 소재로 이루어질 수 있다. 인터레이어(330)의 형성 방법으로는 인터레이어(330)의 재질에 따라 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 솔-겔 합성법(sol-gel synthesis), 열 증착법(thermal evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering), 레이저 연마법(laser ablation), 스핀 코팅(spin coating) 등이 사용될 수 있다.
도 8b와 같이, 제2전극(350) 상에 반도체 압전 소재로 된 나노 압전부(340)를 형성한다. 나노 압전부(340)는 GaN 또는 ZnO로 이루어질 수 있고, 도시된 나노 와이어 형태 이외에도, 나노로드(nanorod), 나노포어(nanopore) 또는 나노튜브(nanotube) 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 나노 압전부(340)는 도 4의 실시예에서 설명한 바와 같이, 제1캐리어가 내부에 함유된 나노 구조물과 제1캐리어의 농도를 조절하는 농도조절수단을 함께 구비하는 구성으로 제조될 수 있다.
다음, 도 8c와 같이 나노 압전부(340)와 인터레이어(330)를 접합함으로써 나노 압전 발전 소자(300)가 제조된다. 나노 압전부(340)와 인터레이어(330)의 접합을 위해 예를 들어, 구조물 전체를 에폭시로 고정하는 방법을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300...나노 압전 발전 소자 110...기판
120, 320...제1전극 130, 330...인터레이어
140, 240, 340...나노 압전부 150, 350...제2전극
170...외부 부하
120, 320...제1전극 130, 330...인터레이어
140, 240, 340...나노 압전부 150, 350...제2전극
170...외부 부하
Claims (21)
- 제1전극과 제2전극;
상기 제1전극 상에 형성되고, 절연물질로 이루어진 인터레이어;
상기 인터레이어와 상기 제2전극 사이에 형성되며, 반도체 압전 소재로 이루어지고, 나노 구조를 가지는 적어도 하나의 나노 압전부;를 포함하며,
상기 인터레이어는 산화물로 이루어진, 나노 압전 발전 소자. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 인터레이어는 MoO3 또는 VO2를 포함하는 나노 압전 발전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1전극은 금속 물질 또는 전도성 산화물 또는 전도성 폴리머로 이루어지는 나노 압전 발전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 나노 압전부는 ZnO 또는 GaN을 포함하는 나노 압전 발전 소자. - 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노 압전부는
내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 나노 구조물과,
상기 제1캐리어의 농도를 조절하는 농도조절수단을 포함하여 이루어지는 나노 압전 발전 소자. - 제6항에 있어서,
상기 농도조절수단은
상기 나노구조물 내부에 도핑된 것으로, 상기 제1캐리어의 극성과 반대 극성을 가지는 제2캐리어로 이루어지는 나노 압전 발전 소자. - 제7항에 있어서,
상기 나노구조물은 ZnO 반도체 나노와이어로 이루어지고,
상기 제2캐리어는 p형 불순물인 나노 압전 발전 소자. - 제8항에 있어서,
상기 p형 불순물은 Li인 나노 압전 발전 소자. - 제6항에 있어서,
상기 농도조절수단은
상기 나노구조물 표면에 부착된 것으로, 상기 제1캐리어와 동일한 극성의 전하를 가지는 기능기로 이루어지는 나노 압전 발전 소자. - 제10항에 있어서,
상기 나노구조물은 ZnO 반도체 나노와이어로 이루어지고,
상기 기능기는 음전하를 띠는 나노 압전 발전 소자. - 제6항에 있어서,
상기 농도조절수단은
상기 나노구조물 표면에 코팅된 강유전성 물질로 이루어지는 나노 압전 발전 소자. - 제1전극 상에 절연물질로 이루어진 인터레이어를 형성하는 단계;
제2전극 상에 반도체 압전 소재로 이루어지고 나노 구조를 가지는 적어도 하나의 나노 압전부를 형성하는 단계;
상기 적어도 하나의 나노 압전부를 상기 인터레이어에 접합하는 단계;를 포함하며,
상기 인터레이어는 산화물로 이루어진, 나노 압전 발전 소자 제조방법. - 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 인터레이어는 MoO3 또는 VO2를 포함하는 나노 압전 발전 소자 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제1전극은 금속 물질 또는 전도성 산화물 또는 전도성 폴리머로 이루어지는 나노 압전 발전 소자 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 나노 압전부는 ZnO 또는 GaN을 포함하는 재질로 형성되는 나노 압전 발전 소자 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 나노 압전부를 형성하는 단계는
내부에 소정의 제1캐리어를 함유하는 적어도 하나의 나노구조물을 형성하는 단계;
상기 제1캐리어의 농도를 조절하는 단계;를 포함하는 나노 압전 발전 소자 제조방법. - 제18항에 있어서,
상기 제1캐리어 농도를 조절하는 단계는
상기 나노구조물 형성시에, 상기 제1캐리어의 극성과 반대 극성을 가지는 제2캐리어를 도핑하는 단계를 포함하는 나노 압전 발전 소자 제조방법. - 제18항에 있어서,
상기 제1캐리어 농도를 조절하는 단계는
상기 나노구조물 표면에 상기 제1캐리어와 동일한 극성의 전하를 가지는 기능기를 부착하는 단계를 포함하는 나노 압전 발전 소자 제조방법. - 제18항에 있어서,
상기 제1캐리어 농도를 조절하는 단계는
상기 나노구조물 표면에 강유전성 물질을 코팅하는 단계를 포함하는 나노 압전 발전 소자 제조방법.
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US20110275947A1 (en) * | 2007-01-04 | 2011-11-10 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Cardiovascular power source for automatic implantable cardioverter defibrillators |
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