KR102495534B1 - Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명의 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법은 CuS 나노 결정에 대해 양이온 교환 반응을 수행하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하는 단계, 합성된 나노 결정을 이용하여 박막을 형성하는 단계, 및 상기 박막을 어닐링하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래에서 사용되는 전도성 폴리머(Conductive Polymer)의 금속 전기 전도도는 할로겐화물, 알칼리 금속, 산 및 분자 도펀트를 사용하여 반도체 공액 폴리머를 도핑하여 얻어진다. 이러한 기술은 유기 전도체의 새로운 연구 분야를 개발하고 유연한 폴리머 광전자 공학의 새로운 시장을 창출하는데 기여했다.
하지만, 충분히 높은 전기 전도도(s)를 달성하기 위해서는, 강산을 사용하는 등의 가혹한 도핑 조건이 필요하며, 종래의 전도성 폴리머를 이용한 전도성 박막의 경우, 균일성 및 주변 안정성이 정교화되지 않은 문제점이 있다.
한편, 무기물에서, 금속성 및 초전도성은 절연 전이 금속 산화물 사이의 계면에서 발견되었으나, 벌크 또는 표면 수준으로 제한된다. 따라서, 무기 전자 재료의 분자 또는 원자 수준에서 전하 캐리어 농도를 미세 조절하여 실제 금속 특성에 도달하여 전기 전도도를 증가시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 목적은 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용하여 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 박막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전도성 박막을 포함하는 열전 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전도성 박막을 전극으로 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법은 CuS 나노 결정에 대해 양이온 교환 반응을 수행하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하는 단계, 합성된 나노 결정을 이용하여 박막을 형성하는 단계, 및 상기 박막을 어닐링하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 어닐링하는 단계에서, Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정의 결정 구조가 보르나이트(bornite) 로 상전이된다.
일 실시예에서, 상기 어닐링하는 단계는, 200 내지 300 ℃ 의 온도로 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 합성하는 단계는, CuS 나노 결정, 철 전구체 및 계면활성제를 포함하는 전구체 용액을 150 내지 250 ℃ 에서 반응시키는 단계를 포함하며, 상기 전구체 용액 내의 Cu : 계면활성제의 몰비는 1 : 2.0 내지 10.0 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 계면활성제는 1-도데칸 티올(1-DDT), 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 철 전구체는 철(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, 철(Ⅲ) 아세테이트 및 철(Ⅲ) 할라이드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 박막을 형성하는 단계는, 제1 리간드 및 합성된 나노 결정을 포함하는 용액을 스핀 코팅 공정을 통해 제1 박막을 형성하는 단계, 및 상기 제1 박막에 포함된 제1 리간드를 제2 리간드로 교환하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 리간드는 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 리간드는 EDT(1,2-ethanedithiol)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 박막은 하기 화학식으로 표시되는 나노 결정을 포함하고, 상기 나노 결정은 보르나이트(bornite) 결정 구조를 갖는다.
[화학식]
Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45)
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로, 상기 전도성 박막을 포함하는 열전 소자를 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태로, 상기 전도성 박막을 전극으로서 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터를 들 수 있다.
본 발명에 따르면, Fe 양이온 교환 방법을 통해 CuS 나노 결정 템플릿으로부터 Fe의 비율을 특정 범위로 조절한 Cu-Fe-S 나노 결정을 합성하고, 이를 이용하여 박막을 형성한 후 어닐링하여 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 박막을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 박막은 과도하게 생성된 정공 캐리어와 페르미 레벨 주변의 새로운 에너지 밴드 형성에 기인하여, 높은 전기 전도도(최대 10,300 S/cm), 17 ohm /sq 의 면저항을 달성하며, 온도 의존성은 금속 특성을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 전도성 박막은 열전 소자, 방열 소자, LED를 켜기 위한 전선으로 활용될 수 있고, ITO 대체가 가능한 전극 구조물을 용액 공정을 통해 형성하여 유기 전계 효과 트랜지스터의 전극 등으로도 다양하게 활용 가능하다.
도 1은 CuS 나노 결정의 양이온 교환 반응에 따른 Cu-Fe-S 나노 결정의 상전이를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 결정들(NC-A 내지 NC-F)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지를 나타낸다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 결정들(NC-A 내지 NC-F)의 X-선 회절 스펙트럼(XRD), (b)는 UV-Vis-NIR 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 4(a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막(a-NC-C 및 a-NC-F)의 2차 상전이를 확인하기 위한 XRD 패턴을 각각 나타낸다.
도 5(a) 및 7(b) 는 원자 조성이 다른 a-NC 박막을 기반으로 하는 소자들의 전류 밀도(J)-전기장(E) 곡선을 나타낸다.
도 5(c) 및 7(d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들의 전기 전도도, 홀 이동성 및 전하 캐리어 밀도를 나타낸다.
도 5(e)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들의 온도에 따른 전기 전도도를 나타낸다.
도 6의 (a)는 보르나이트 및 (b) 탈나카이트 모델의 예상 상태 밀도 및 밴드 구조를 나타낸다. 여기서, Brillouin 영역의 높은 대칭점은 Z (0, 0, 0.5), A (0.5, 0.5, 0.5), M (0.5, 0.5, 0), G (0, 0, 0), R (0, 0.5, 0.5) 및 X (0, 0.5, 0)이고, 파란색 선과 빨간색 선은 각각 업 및 다운 스핀 채널의 전자 상태를 나타낸다.
도 6의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들에 대한 X선 광전자 스펙트럼을 나타내며, 삽입된 그림은 페르미 레벨 근처의 확대된 스펙트럼을 나타낸다.
도 7의 (a) - (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 열전 소자에 활용한 예시를 나타낸다. 구체적으로, (a) 및 (b)는 전도성 박막들에 대해 측정된 온도 구배 함수로서 열 전압 플롯을 나타내고, (c)는 전도성 박막들의 전기 전도도 함수로서 Seedbeck 계수 및 역률의 플롯을 나타낸다.
도 7의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 LED-전선에 활용한 예시를 나타낸다.
도 7의 (e)-(g)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 p형 및 n형 유기 전계 효과 트랜지스터용 전극에 활용한 예시를 나타낸다. 구체적으로, (e)는 SiO2/Si 및 폴리이미드 기판 상에 전극 박막을 형성한 이미지이고, (f) - (g)는 전도성 박막(a-NC-C) 소스/드레인 전극 기반의 p형 펜타센 및 n형 NDI-Cy6 유기 전계 효과 트랜지스터에 대한 전송 곡선을 각각 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막(a-NC-C)의 전기 전도도, Seebeck 계수 및 주변 조건 하의 역률(온도: 26 - 28℃, 상대 습도: 40-55%)을 각각 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 결정들(NC-A 내지 NC-F)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지를 나타낸다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 결정들(NC-A 내지 NC-F)의 X-선 회절 스펙트럼(XRD), (b)는 UV-Vis-NIR 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 4(a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막(a-NC-C 및 a-NC-F)의 2차 상전이를 확인하기 위한 XRD 패턴을 각각 나타낸다.
도 5(a) 및 7(b) 는 원자 조성이 다른 a-NC 박막을 기반으로 하는 소자들의 전류 밀도(J)-전기장(E) 곡선을 나타낸다.
도 5(c) 및 7(d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들의 전기 전도도, 홀 이동성 및 전하 캐리어 밀도를 나타낸다.
도 5(e)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들의 온도에 따른 전기 전도도를 나타낸다.
도 6의 (a)는 보르나이트 및 (b) 탈나카이트 모델의 예상 상태 밀도 및 밴드 구조를 나타낸다. 여기서, Brillouin 영역의 높은 대칭점은 Z (0, 0, 0.5), A (0.5, 0.5, 0.5), M (0.5, 0.5, 0), G (0, 0, 0), R (0, 0.5, 0.5) 및 X (0, 0.5, 0)이고, 파란색 선과 빨간색 선은 각각 업 및 다운 스핀 채널의 전자 상태를 나타낸다.
도 6의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들에 대한 X선 광전자 스펙트럼을 나타내며, 삽입된 그림은 페르미 레벨 근처의 확대된 스펙트럼을 나타낸다.
도 7의 (a) - (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 열전 소자에 활용한 예시를 나타낸다. 구체적으로, (a) 및 (b)는 전도성 박막들에 대해 측정된 온도 구배 함수로서 열 전압 플롯을 나타내고, (c)는 전도성 박막들의 전기 전도도 함수로서 Seedbeck 계수 및 역률의 플롯을 나타낸다.
도 7의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 LED-전선에 활용한 예시를 나타낸다.
도 7의 (e)-(g)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막들을 p형 및 n형 유기 전계 효과 트랜지스터용 전극에 활용한 예시를 나타낸다. 구체적으로, (e)는 SiO2/Si 및 폴리이미드 기판 상에 전극 박막을 형성한 이미지이고, (f) - (g)는 전도성 박막(a-NC-C) 소스/드레인 전극 기반의 p형 펜타센 및 n형 NDI-Cy6 유기 전계 효과 트랜지스터에 대한 전송 곡선을 각각 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전도성 박막(a-NC-C)의 전기 전도도, Seebeck 계수 및 주변 조건 하의 역률(온도: 26 - 28℃, 상대 습도: 40-55%)을 각각 나타낸 그래프이다.
이하, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 CuS 나노 결정의 양이온 교환 반응에 따른 Cu-Fe-S 나노 결정의 상전이를 나타낸 개략도이다.
도 1에 나타나듯이, 본 발명은 p형 반도체 특성을 가진 CuS 나노 결정 템플릿을 양이온 교환 반응(Cation exchange reaction)을 통해 전하 캐리어 밀도를 변경시키고, 박막의 어닐링을 통해 나노 결정의 결정 구조를 보르나이트(Bornite) 결정 구조로 변환시켜 높은 전기 전도도를 나타내는 전도성 박막을 제조하는 것이다.
본 발명에서, 양이온 교환 반응을 통해 미세하게 제어된 나노 결정의 Cu 공극(Cu Vacancy)과 Fe 원자의 양은 과도한 정공 생성에 의해 원자가 및 전도대가 겹치도록 허용하여 보르나이트 결정 구조를 가진 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드의 금속 수송을 초래한다.
즉, 본 발명의 전도성 박막은 과도하게 생성된 정공 캐리어와 페르미 레벨 주변의 새로운 에너지 밴드 형성으로 인해 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법은, CuS 나노 결정에 대해 양이온 교환 반응을 수행하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하는 단계(S100), 합성된 나노 결정을 이용하여 박막을 형성하는 단계(S200), 및 상기 박막을 어닐링하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
상기 S100 단계는, p형 반도체 특성을 가진 CuS 나노 결정 템플릿을 양이온 교환 반응을 통해 Fe 원자의 양을 미세하게 조절하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하기 위한 것이다. 여기서, 나노 결정에 치환된 Fe 원자의 양은 전구체 용액에 포함되는 계면활성제의 양을 조절하여 Cu/Fe 의 몰비율을 조절 가능하다.
구체적으로, 상기 S100 단계는, CuS 나노 결정, 철 전구체 및 계면활성제를 포함하는 전구체 용액을 150 내지 250 ℃ 에서 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하기 위해, 상기 전구체 용액 내의 Cu : 계면활성제의 몰비는 1 : 2.0 내지 10.0 인 것이 바람직하다.
Cu 대비 계면활성제의 몰비가 2.0 미만인 경우, 합성된 Cu-Fe-S 나노 결정 내의 Fe 함량이 작아 전하 캐리어의 생성이 낮아 박막의 전기 전도도가 낮은 문제점이 있고, 10.0을 초과하는 경우, 합성된 Cu-Fe-S 나노 결정 내의 Fe 함량이 많아 탈카나이트 상으로 상전이되고 박막이 어닐링 후에도 안정된 탈카나이트 상을 유지함으로써 전기 전도도가 낮은 문제점이 있다.
위와 같이, 본 발명은 상기 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하기 위해 전구체 용액의 계면활성제의 양을 위와 같은 범위로 조절하며, 이러한 원소 조성을 갖는 나노 결정을 이용하여 박막을 형성한 후 어닐링을 통해 결정 구조를 보르나이트(bornite) 결정 구조로 상전이시켜 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 박막을 제조할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 S110 단계에서 사용되는 계면활성제는 1-도데칸 티올(1-DDT), 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 계면활성제는 1-도데칸 티올(1-DDT)일 수 있다. 또한, 상기 철 전구체는 철(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, 철(Ⅲ) 아세테이트 및 철(Ⅲ) 할라이드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 S200 단계는, Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 포함하는 용액을 이용하여 박막을 형성하기 위한 것이다.
구체적으로, 상기 S200 단계는, 제1 리간드 및 합성된 나노 결정을 포함하는 용액의 스핀 코팅 공정을 통해 제1 박막을 형성하는 단계(S210), 및 상기 제1 박막에 포함된 제1 리간드를 제2 리간드로 교환하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 리간드는 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine)중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 상기 S220 단계는, 제1 박막 상에, 제2 리간드 함유 용액을 추가로 스핀 코팅하여 제1 리간드를 제2 리간드로 교환할 수 있다. 여기서, 상기 제2 리간드는 EDT(1,2-ethanedithiol)인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 S300 단계는, 열을 가하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정의 결정 구조를 상전이시켜 박막의 전기 전도도를 높이기 위한 것이다. 일 실시예에서, 상기 S300 단계는 200 내지 300 ℃ 의 온도로 수행하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 S300 단계에서, Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정의 결정 구조는 높은 칼코사이트(High Chalcocite) 결정 구조에서 보르나이트(Bornite) 결정 구조로 상전이된다. 따라서, 본 발명의 전도성 박막은 나노 결정의 보르나이트(Bornite) 결정 구조에 기인한 과도하게 생성된 정공 캐리어와 페르미 레벨 주변의 새로운 에너지 밴드 형성으로 인해 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면, Fe 양이온 교환 방법을 통해 CuS 나노 결정 템플릿으로부터 Fe의 비율을 특정 범위로 조절한 Cu-Fe-S 나노 결정을 합성하고, 이를 이용하여 박막을 형성한 후 어닐링하여 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 박막을 제공할 수 있다.
한편, 상기 방법으로 제조된 본 발명의 전도성 박막은, 하기 화학식으로 표시되는 나노 결정을 포함하고, 상기 나노 결정은 보르나이트(bornite) 결정 구조를 가져 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있다.
[화학식]
Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45)
구체적으로, 본 발명의 전도성 박막은 상기 보르나이트(bornite) 결정 구조에 기인한 과도하게 생성된 정공 캐리어와 페르미 레벨 주변의 새로운 에너지 밴드 형성으로 인해 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, Cu1Fe0.12S 나노 결정을 포함하는 전도성 박막의 경우, 최대 10,330.0 S/cm 의 전기 전도도를 나타내며, 낮은 17 ohm /sq 의 면저항을 나타내며, 온도 의존성은 금속 특성을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명의 전도성 박막은 열전 소자, 방열 소자, LED를 켜기 위한 전선으로 활용될 수 있고, ITO 대체가 가능한 전극 구조물을 용액 공정을 통해 형성하여 유기 전계 효과 트랜지스터의 전극 등으로도 다양하게 활용 가능하다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위해, 구체적인 실시예에 대해 상술한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 일부 실시형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: Cu-Fe-S 나노 결정 합성
1. Cu2-xS 나노 결정(Cu2-xS NCs) 합성
50ml 부피의 3구 플라스크에 12ml의 ODE 를 첨가하고, Cu(OAc) (110 mg, 0.9 mmol), TOPO (1,650 mg, 4.3mmol)를 첨가하였다. 이후, 혼합 용액을 진공 하에 1시간 동안 100 ℃ 에서 탈기시키고, 반응 플라스크를 N2 로 퍼징하고 210 ℃ 로 가열 하였다. 한편, 160℃ 의 온도에서 DDT(2.2ml, 9mmol)를 반응 플라스크에 주입했다.
그 후, 반응 플라스크를 나노 결정의 목표 크기까지 성장시키는 동안 210 ℃ 로 유지하였다. 반응 시간 동안, 용액의 색이 주황색에서 진한 갈색으로 변하는 것을 확인하였다. 이후, 반응 플라스크를 실온으로 냉각시키고, 불용성 부산물을 분리하기 위해 10 분 동안 4000 rpm 에서 원심 분리하여 Cu2-xS 나노 결정(Cu2-xS NCs)을 얻었다. 상기 Cu2-xS NCs 는 글로브 박스에 보관하였다.
2. Cu2-xS 나노 결정(Cu2-xS NCs) 용액 제조
상기 Cu2-xS NCs 를 5ml 의 무수헥산에 용해시켰다. 이후, 25 ml 부피의 3구 플라스크에 포함된 4ml의 ODE 에 Cu2-xS NCs 함유 용액을 첨가하고, 혼합 용액을 진공 하에 100℃에서 1시간 동안 탈기시키고, N2 로 퍼지한 다음 35℃ 로 냉각시켰다.
다음으로, Cu/Fe 비율을 조절하기 위해 1-DDT의 첨가량(0 - 5 ml)을 달리하여 용액에 각각 주입하였다.
3. Cu-Fe-S 나노 결정 용액 제조
100ml 부피의 3구 플라스크에 ODE 30ml를 첨가하고, Fe(acac)3 (635mg, 1.8mmol) 및 TOP (2.5ml, 7.5mmol)을 첨가하여 혼합 용액을 제조한 후, 진공 하에 120 ℃ 에서 1 시간 동안 탈기시켰다. 이후, Fe-TOP 혼합용액을 N2로 퍼징하고 190 ℃로 가열하였다. 이때, 150 ℃에서 상기 Cu2-xS NCs 용액을 Fe-TOP 혼합용액에 주입하였고, 190 ℃에서 1시간 동안 유지하여 본 발명의 Cu-Fe-S 나노 결정(Cu-Fe-S NCs)을 합성하였다.
한편, 안정성을 높이기 위해 100 ℃에서 2mL 의 OA 를 상기 용액에 첨가하고 15분 동안 유지시켰다. 반응 완료 후, 반응 플라스크를 실온으로 냉각시키고, 아세톤을 사용하여 미정제 용액을 세척한 다음 4000 rpm에서 10분 동안 원심 분리하였다. 정제된 Cu-Fe-S NCs 은 냉동고에 보관하였다.
실시예 2: Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조
유리 기판을 초음파 배쓰에서 아세톤 및 이소 프로필 알코올로 각각 15 분간 세척한 후 질소(N2)를 이용하여 건조시켰다. 건조된 유리 기판은 30 분 동안 365nm UV 광을 조사하여 추가로 세척하였다.
이후, 옥탄 내의 OA 안정화 Cu-Fe-S NCs 용액(50 mg/ml)을 세척된 기판에 3500 rpm 에서 60초 동안 스핀 코팅한 후, 아세토 니트릴의 EDT 리간드 용액(0.03 % v/v)을 3500 rpm에서 60초 동안 순차적으로 스핀 코팅하였다. 리간드 교환 후, 아세토 니트릴을 박막에 떨어뜨려 미반응 OA 리간드를 제거하였다. 이 과정은 5번 반복하였다. 이후, 박막을 250℃ 에서 30분 동안 어닐링하였다.
Cu-Fe-S 나노 결정 특성
실시예 1에서, 1-도데칸 티올(1-DDT)의 양을 조절(Cu 대비 4.5 - 23몰%)하여 교환된 Fe 양이온의 양을 미세하게 조절하여, 높은 칼코사이트(High Chalcocite)에서 탈나카이트(Talnakhite)에 이르는 다양한 조성과 구조를 가진 Cu-Fe-S NCs(이하, NC-A 내지 NC-F 로 명명)가 합성되었다(도 1 참조). 구체적인 합성 조건 및 원소 조성은 하기 표 1에 나타냈다. 표 1에서, 계면 활성제로 1-DDT 를 다양한 농도로 사용한 후 얻어진 나노결정의 Cu 및 Fe의 함량을 측정하여 표시하였고, S는 y로 표시하였다.
| Nanocrystals | Molar ratio of precursors (Cu/Fe/S/DDT) |
Atomic ratio by ICP-OES |
| NC-A | 1.0/0.0/10.0/0.0 | Cu2- x S |
| NC-B | 1.0/2.0/10.0/4.5 | Cu1Fe0.05S y |
| NC-C | 1.0/2.0/10.0/9.0 | Cu1Fe0.12S y |
| NC-D | 1.0/2.0/10.0/14.0 | Cu1Fe0.45S y |
| NC-E | 1.0/2.0/10.0/18.5 | Cu1Fe0.73S y |
| NC-F | 1.0/2.0/10.0/23.0 | Cu1Fe0.96S y |
표 1을 보면, 계면활성제(1-DDT)의 농도가 증가할수록 합성된 나노결정 내의 Fe의 함량이 높은 것을 확인할 수 있다.
한편, 양이온 교환 전 및 교환 후의 나노결정들(NCs)에 대한 투과 전자 현미경(TEM) 이미지를 나타낸 도 2를 보면, NC-A 내지 NC-F 는 6.3 ~ 6.5 nm 사이의 균일한 모양과 크기를 나타냄을 알 수 있다.
도 3의 (a)는 NC-A 내지 NC-F 의 X-선 회절 스펙트럼(XRD), (b)는 UV-Vis-NIR 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 3을 보면, XRD 및 UV-Vis-NIR 흡수 스펙트럼을 통해 NC-A 에서 육각형의 높은 칼코사이트 구조를 갖는 Cu2-xS 의 형성을 확인할 수 있다. 한편, 1-DDT 의 존재 하에서 양이온 교환 반응에 의해 합성된 NC-B 내지 NC-F 는 흡수 및 XRD 피크에서 분해 가능한 스펙트럼 변화를 나타내어 Cu-Fe-S 의 형성을 나타냈다.
구체적으로, 도 3(a)를 보면, NC-A 내지 NC-F 의 XRD 패턴은 Fe 함량이 증가함에 따라 Cu2-xS(높은 칼코사이트 구조)에서 Cu17.6Fe17.6S32 (탈나카이트 구조)로의 구조적 전환을 확인할 수 있다.
또한, 도 3(b)를 보면, 표면 플라즈몬 공명은 Fe 함량이 증가함에 따라 강해 지며(NC-A 에서 NC-B의 경우), 특정 수준 이상의 Fe를 포함하는 Cu-Fe-S NCs (NC-C 내지 F)는 Fe에 의해 생성된 중간 대역에 기인하는 490 nm 근처에 새로운 비 흡수 피크가 형성되어 준안정 플라즈몬 공명(quasi-static plasmon resonance)을 일으키는 것을 확인할 수 있다.
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 특성
실시예 2에서 제조된 박막(이하, a-NC-A 내지 a-NC-F)의 특성을 확인하였다.
도 4는 실시예 2에서 제조된 NC-C 및 NC-F 박막(a-NCs)의 2차 상전이를 확인하기 위한 XRD 패턴을 나타낸다.
도 4를 참조하면, NC-C 및 NC-F 이 열적으로 어닐링되면서, 높은 칼코사이트 상의 NC-C 박막(a-NC-C)은 준안정 중간 상태로 인해 보르나이트 상으로 점진적으로 상전이되는 것을 알 수 있다. 대조적으로, 어닐링된 NC-F 박막(a-NC-F)은 원래의 탈나카이트 상을 유지하였다. 한편, NC-C와 동일하게, a-NC-B 는 보르나이트로의 상전이를 보인 반면, a-NC-D 및 a-NC-E 는 탈나카이트로의 상전이를 나타냈다.
한편, a-NC 박막의 다른 상으로의(보르나이트 상과 탈나카이트 상) 전환 메커니즘을 이해하기 위해, 형성 에너지(Ef)를 계산하였다.
소량의 Fe(즉, Fe 함량 ≤ 0.12)이 교환된 높은 칼코사이트 상(NC-B 및 NC-C)에서 Ef는 음이었고, 따라서, NC-B 및 NC-C 의 높은 칼코사이트의 육각형 구조는 도 3a의 XRD 패턴에서 관찰된 바와 같이 유지될 것으로 예상하였으나, 어닐링 과정에서 적용된 열 에너지는 소량의 Fe 이 교환된 육각형 구조에서 보다 안정적인 보르나이트 상으로의 상전이를 유도하였다(도 4a 참조).
반면, Fe 함량이 0.12 를 초과하는 NC-D 내지 NC-F 경우, 높은 칼코사이트 상에서 Fe의 교환량이 증가함에 따라 Ef 값이 증가하였다. 이러한 불안정한 구조는 열역학적으로 가장 안정적인 탈나카이트 상으로 전이되기 쉬우며, 이 안정된 상태는 열 어닐링 후에도 유지되었다(도 4b 참조).
즉, Fe 함량이 적은 준안정 Cu-Fe-S NCs(NC-B 및 NC-C) 는 어닐링 후 육각형 구조가 보다 안정된 보르나이트 상으로 변화한다는 것을 알 수 있다. 하지만, 많은 양의 Fe를 포함하는 불안정한 Cu-Fe-S NCs(NC-D 내지 NC-F)는 가장 안정적인 탈나카이트 상으로 전환되고 외부 에너지에 관계없이 안정된 상을 보존한다.
높은 칼코사이트(a-NC-A), 보르나이트(a-NC-B 및 a-NC-C) 및 탈나카이트 (a-NC-D, a-NC-E, a-NC-F) 박막을 사용하여, 2-전극(σ2p) 및 4-전극 전기 전도성 (σ4p)을 각각 2-전극 및 4-전극 소자를 구성하여 평가되었다.
구체적으로, 2-전극 소자는 5.0ⅹ10-7 Torr의 진공에서 0.5 Å/s 의 증착 속도로 금속 쉐도우 마스크를 통해 50 nm Au 소스 및 드레인 전극을 열 증발시켜 제조되었고, 소자의 채널 너비(W)와 길이(L)는 각각 1mm 로 측정되었다.
또한, 4-전극 소자는 van der Pauw 구성의 4개의 정사각형 Ti/Au (5/50nm) 전극을 전자빔 증발기와 쉐도우 마스크를 사용하여 100 μm 정사각형 샘플의 모서리에 증착하여 제조하였다.
도 5a 및 5b 는 원자 조성이 다른 a-NC 박막을 기반으로 하는 소자들의 전류 밀도(J)-전기장(E) 곡선을 나타낸다.
Fe 원자가 없는 a-NC-A 박막을 사용하는 소자는 9.1 / 28.4 S/cm 의 전기 전도도 (σ2p / σ4p)를 나타냈다. 치환된 Fe 원자의 비율이 증가함에 따라, 동일한 적용 E에서, 전류밀도(J)의 점진적이고 현저한 향상이 나타났다. σ2p/σ4p 는 a-NC-B (Cu1Fe0.05Sy)박막 소자에서 최대 1,621.9 / 2,003.9 S/cm 까지 증가하였고, a-NC-C (Cu1Fe0.12Sy)에서 최대 10,109.2 / 10,330.0 S/cm 까지 증가하여 가장 높은 값을 나타냈다.
a-NC-C의 σ 레벨은 기존의 보르나이트형 벌크 필름(10-100 S/cm) 또는 PEDOT : PSS (전도성 폴리머) 필름 (1,000-4,000 S/cm)에 비해 훨씬 높은 값을 나타냈으며, 인듐 주석 산화물 (ITO, ~ 104 S / cm)의 σ 와 유사하게 나타났다.
a-NC-D (Cu1Fe0.45Sy), a-NC-E (Cu1Fe0.73Sy) 및 a-NC-F (Cu1Fe0.96Sy) 박막 소자 또한 Fe 원자 비율이 증가함에 따라 σ2p / σ4p 증가 추세가 관찰되었고, 구체적인 값은 74.8/173.0, 87.7 / 265.5, 224.7 / 421.7 S/cm 로 각각 나타났다. 이러한 증가된 전류 밀도 값을 보였지만, σ 레벨 증가의 효과는 a-NC-B 및 a-NC-C 박막 소자에 비해 현저히 낮았다. (도 5c 및 5d 참조)
Fe 원자 삽입 후 현저한 σ (= q*n*μ, 여기서 q, n, μ 은 각각 전하, 전하 캐리어 밀도 및 전하 캐리어 이동도)의 향상에 영향을 미치는 결정적인 전기 매개 변수를 조사하기 위해, 4-전극 소자를 사용하여 홀 효과 측정을 수행하였다.
그 결과, 도 5d에 나타난 것처럼, a-NC-A (n = 3.18 ⅹ 1019 cm-3), a-NC-B (n = 4.95 ⅹ 101022 cm-3), a-NC-C (n = 5.16 ⅹ 1023 cm-3)처럼 치환된 Fe의 비율이 증가함에 따라 n의 급격한 증가를 확인하였고, 홀 이동성(μHall)은 a-NC-A (4.70cm2 / Vs), a-NC-B (0.27cm2 / Vs), a-NC-C (0.13cm2 / Vs )로 나타났다.
이를 통해, 홀 이동성(μHall) 감소 정도는 훨씬 덜 효과적이며, 따라서 a-NC-B 박막 및 a-BC-C 박막에 대한 σ 의 개선은 주로 Fe 교환 후 과도한 전하 캐리어 생성으로 인한 n 증가에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.
한편, a-NC-D (n = 3.11 ⅹ 1021), a-NC-E (n = 3.67 ⅹ 1021), a-NC-F (n = 4.13ⅹ1021) 에 대해 약간 낮은 수준의 n 값이 얻어졌다. 준비된 박막에 대해 측정된 모든 홀 전압은 적용된 양의 전류에 대한 양의 값이었으며, 이는 생성된 전하 캐리어의 유형이 정공임을 나타낸다.
열전 측정에서 측정된 양의 열 전압은 주요 운반 캐리어인 홀을 지원하였다. 측정된 NC 박막들의 전기 매개 변수에 대한 자세한 값은 표 2에 나타냈다.
| a-NCs | A | B | C | D | E | F |
| σ4p (S/cm) |
20.5 (28.4) |
1,920.7 (2,003.9) |
10,305.4 (10,330.0) |
167.7 (173.0) |
242.9 (265.5) |
296.6 (421.7) |
| μHall (cm2/Vs) |
4.70 (6.39) |
0.27 (0.37) |
0.13 (0.21) |
0.35 (0.41) |
0.42 (0.50) |
0.52 (0.88) |
| n (cm-3) |
3.18x1019 (4.55x1019) |
4.95x1022 (7.59x1022) |
5.16x1023 (6.30x1023) |
3.11x1021 (5.11x1021) |
3.67x1021 (4.25x1021) |
4.13x1021 (7.44x1021) |
Fe 비율에 따른 a-NC 박막들의 수송(transport) 유형을 확인하기 위해, a-NC-A, a-NC-C 및 a-NC-F 박막에 대한 σ4p 의 온도 의존성을 측정하였다.
도 5e 에서 볼 수 있듯이, 310K 에서 13.5 및 207.1 S cm-1의 σ를 나타내는 a-NC-A 및 F 박막은 온도(T)가 각각 80K와 90K로 감소함에 따라, σ 가 10.6 및 1.4 S cm-1 로 감소하였다. 이는 일반적인 반도체에서 관찰되는 호핑 수송을 나타낸다.
한편, T-σ 플롯을 사용하여 a-NC-A 및 F 박막에 대해 Arrhenius 방정식을 사용하여 활성화 에너지(Ea's)를 계산하였다. 그 결과, a-NC-A 에서 관찰된 딥 트랩 상태에 의한 120.4 meV 의 높은 Ea 는 a-NC-F 에 비해 a-NC-A 박막의 전하 수송 능력을 억제하는 것을 확인하였다.
반면, 320K에서 σ 가 10,237.0 S/cm 인 a-NC-C 박막은 온도(T)가 320K에서 80K로 감소함에 따라 σ 가 16%가 상승한 12,196.0 S/cm 로 나타나 금속 전도성을 나타냈다.
한편, a-NC-C 박막 및 a-NC-F 박막의 전자 구조를 비교하여 σ 의 차이를 확인하였다.
도 6a를 보면, 보르나이트 상 a-NC-C 박막의 밴드 구조는 페르미 레벨에서 원자가와 전도대 사이에 겹침을 나타냈다. 이는 σ > 10,000 S/cm 인 a-NC-C 박막의 금속 수송 특성을 의미한다.
이러한 금속 전자 상태는 소량의 Cu 공석으로 인한 것으로, 업 스핀 채널의 G- 포인트 주변에서 비편재화된 홀 상태를 생성하고, 낮은 Fe 농도가 다운 스핀 채널에서 페르미 레벨 주변의 에너지 상태를 형성함에 기인한다.
반면, 도 6b에 나타나듯이, Cu 공석 및 Fe 농도가 증가한 탈나카이트 상 a-NC-F 박막은 분명한 밴드 갭 (0.506 eV) 형성을 나타냈다. 밴드 구조 및 DOS 를 포함하는 이러한 전자 구조는 Cu-Fe-S NCs 의 고유 전도도가 소량의 Fe 양이온 교환을 통해 보르나이트 상을 유도함으로써 크게 향상되나, 특정 임계 수준 이상의 Fe 함량을 추가로 증가시키는 경우 탈나카이트 상이 유도됨으로써 감소됨을 나타낸다.
즉, a-NC-C 박막 및 a-NC-F 박막은 각각 금속 전도성과 p형 반도체 특성을 가지게 된다.
한편, a-NC-C 박막의 페르미 레벨에 걸친 에너지 상태는 도 6c에 제시된 바와 같이, X-선 광전자 분광법(XPS) 측정에서도 관찰되었다. 이처럼, a-NC-C 박막은 페르미 레벨 주변에서 금속 페르미 컷오프를 명확하게 나타낸다.
열전 소자(TE device)로의 적용
본 발명의 실시예에 따른 a-NC 박막들의 열전(TE) 특성을 실온에서 평가하고, 그 결과를 도 7a, 7b 및 하기 표 3에 나타냈다. 도 7a 및 7b는 온도 구배의 함수로서 a-NC-A 내지 a-NC-F 박막에 대한 열전압을 나타내며, 여기서 Seebeck 계수(S) 값을 추출하였다.
| Film | σ4p a (S cm-1) |
S a (μV K-1) |
S 2σ a (μW m-1K-2) |
k (W m-1K-1) |
ZT |
| a-NC-A | 20.54 (28.40) | 135.0 (143.6) | 37.4 (58.6) | - | - |
| a-NC-B | 1920.67 (2003.88) | 35.5 (38.1) | 242.1 (290.9) | - | - |
| a-NC-C | 10305.4 (10330.0) | 28.1 (30.7) | 813.7 (973.6) 1,216.7b | 0.70 | 0.42, 0.52b |
| a-NC-D | 167.7 (173.0) | 69.4 (77.8) | 80.8 (104.7) | - | - |
| a-NC-E | 242.9 (265.5) | 69.0 (76.1) | 115.6 (153.7) | - | - |
| a-NC-F | 296.6 (421.7) | 64.7 (67.8) | 124.2 (193.8) 154.1b | 0.23 | 0.25, 0.20b |
a 는 평균적인 조건 하에 최대 값이고, b PF and ZT 값은 주변 조건 하의 값이다.
도 7c 및 표 3에 표시된 것처럼, S는 σ가 증가함에 따라 점차적으로 감소하였다. 그러나, 감소된 S 값에도 불구하고, a-NC-B 및 a-NC-C 박막은 σ 가 충분히 높기 때문에, 각각 290.9 및 973.6 uWm-1K-2 의 우수한 역률 (PF : S2σ)을 나타냈다.
이후, ZT (ZT = S2σT / K) 값을 평가하기 위해, 3ω-기법을 사용하여 면내 열전도율(κ) 측정을 수행하였다. 그 결과, a-NC-C 박막의 κ는 0.70 Wm-1K-1로 측정되었으며, 이는 NCs에서 열전달 포논의 산란 효과로 인해 벌크 CuFeS 필름에 비해 훨씬 낮은 수준이다.
한편, 계산된 κ 및 PF 값을 사용하여 계산된 a-NC-C 박막의 ZT 는 0.42 로 계산되었으며, 이는 용액 처리된 NCs 를 기반으로 한 열전(TE) 소자 중에서 높은 값을 나타낸다.
a-NCs 박막의 실제 적용 가능성을 확인하기 위해, 주변 조건(온도 : 26-28 ℃, 상대 습도 : 40-55 %)에서 전기 및 열전(TE) 특성을 모니터링하여 a-NC-C 박막의 공기 안정성을 측정하였다.
그 결과, 도 8 및 표 3에서 볼 수 있듯이, a-NC-C 박막 기반 소자는 캡슐화없이 1,800 시간 동안 보관한 후에도 초기 σ 및 PF 의 ~ 98.8 % 및 ~ 137.8 % 를 유지하여 높은 안정성을 나타냈다.
σ 의 약간의 감소에 의한 S 의 증가로 인해, 주변 조건에서 보관한 후 최대 PF 및 ZT 가 각각 1.2 mW · m-1K-2 및 0.52 이상으로 향상되었다.
전기 전도성 필름으로의 적용
a-NC-C 박막을 LED 회로에 연결하여 대면적 a-NC-C 박막의 전기 전도성 특성을 보여주기 위해 간단한 장치가 설계되었다.
도 7d는 높은 전도도와 낮은 면저항으로 인해 회로가 닫히고 열릴 때, LED가 켜지고 꺼지는 것을 보여준다.
유기 전계 효과 트랜지스터(OFETs)의 전극으로의 적용
a-NC-C 박막을 사용하여 소스 및 드레인 전극을 패턴화하고(도 7e 참조), 패턴화된 박막이 펜타센과 NDI-Cy6 를 p형 및 n형 활성층으로 한 p형 및 n형 유기 전계 효과 트랜지스터(OFETs)에 대한 소스-드레인 전극으로 성공적으로 적용될 수 있음을 확인하였다(도 7f 및 7g 참조).
OFETs 는 각각 2.6 ⅹ 10-2 및 5.7 ⅹ 10-2 cm2 / Vs 의 정공 및 전자 이동도를 나타내며, 명확한 p형 및 n형 유형 동작을 나타냈다. a-NC-C 박막의 일함수는 - 5.18 eV 로 측정되었고, 이는 금 전극과 유사한 값으로, p형 및 n형 유기 반도체에 정공 및 전자 주입을 모두 가능하게 한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 Cu-Fe-S NC 박막은 열전 소자, 전기 전도성 필름, 유기 전계 효과 트랜지스터 등의 다양한 분야에 적용 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (12)
- CuS 나노 결정에 대해 양이온 교환 반응을 수행하여 Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정을 합성하는 단계;
합성된 나노 결정을 이용하여 박막을 형성하는 단계; 및
상기 박막을 어닐링하는 단계;를 포함하고,
상기 어닐링하는 단계에서, Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45) 나노 결정의 결정 구조가 보르나이트(bornite) 로 상전이되는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 어닐링하는 단계는, 200 내지 300 ℃ 의 온도로 수행함을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 합성하는 단계는,
CuS 나노 결정, 철 전구체 및 계면활성제를 포함하는 전구체 용액을 150 내지 250 ℃ 에서 반응시키는 단계;를 포함하며,
상기 전구체 용액 내의 Cu : 계면활성제의 몰비는 1 : 2.0 내지 10.0 인 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 계면활성제는 1-도데칸 티올(1-DDT), 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 철 전구체는 철(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, 철(Ⅲ) 아세테이트 및 철(Ⅲ) 할라이드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 박막을 형성하는 단계는,
제1 리간드 및 합성된 나노 결정을 포함하는 용액을 스핀 코팅 공정을 통해 제1 박막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 박막에 포함된 제1 리간드를 제2 리간드로 교환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 리간드는 올레인산(Oleic acid), 올레일아민(Oleyl amine) 및 트리옥틸포스핀(Trioctylphosphine) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 리간드는 EDT(1,2-ethanedithiol)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
Cu-Fe-S 나노 결정 콜로이드를 이용한 전도성 박막 제조방법.
- 하기 화학식으로 표시되는 나노 결정을 포함하고, 상기 나노 결정은 보르나이트(bornite) 결정 구조를 갖는 것인, 전도성 박막;
[화학식]
Cu1FexS (0.05 ≤ x < 0.45)
- 제10항에 따른 전도성 박막을 포함하는 열전 소자.
- 제10항에 따른 전도성 박막을 전극으로서 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터.
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|---|---|---|---|---|
| KR20140017493A (ko) * | 2010-10-25 | 2014-02-11 | 솔라르웰 | 나노결정의 측방향 성장에 의한 콜로이드 나노시트의 제조 방법 |
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