KR102586178B1 - Nanowire crystalline phase manufacturing device and nanowire crystalline phase manufacturing method - Google Patents

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Abstract

반도체 전구체가 배치되는, 제1 스테이지, 상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는, 제1 히팅부, 금속 촉매가 배치되는, 제2 스테이지, 상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는, 제2 히팅부, 상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는, 운송 가스 라인, 및 상기 제2 스테이지의 제2 온도가 가변되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 나노선 결정상 제조 장치가 제공된다.A first stage in which a semiconductor precursor is disposed, a first heating section for forming a first temperature of the first stage so that the semiconductor precursor in the first stage is vaporized, a second stage in which a metal catalyst is disposed, the first stage A second heating unit for forming a second temperature of the second stage so that the metal catalyst of the second stage is melted, the semiconductor precursor vaporized by the first heating unit in the first stage, and the second heating unit in the second stage. A transport gas line that supplies transport gas transported in the direction of the molten metal catalyst by the second heating unit, and a control unit that variably controls the second heating unit so that the second temperature of the second stage is varied, , wherein the control unit variably controls the second heating unit so that a nanowire containing at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor.

Description

나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법{Nanowire crystalline phase manufacturing device and nanowire crystalline phase manufacturing method}Nanowire crystalline phase manufacturing device and nanowire crystalline phase manufacturing method}

본 발명은 나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 결정상을 선택적으로 형성할 수 있는 나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a nanowire crystal phase production apparatus and a nanowire crystal phase production method, and more specifically, to a nanowire crystal phase production device and a nanowire crystal phase production method capable of selectively forming a crystal phase.

고성능의 나노 소자(nano device) 개발에 있어서 다형성(polytypism) 결정상을 제어하는 것은, 상기와 같은 나노 소자의 성능 조절에 있어, 중요한 요소일 수 있다. In the development of high-performance nano devices, controlling the polytypism crystal phase may be an important factor in controlling the performance of the nano devices described above.

주기율표 상에서 Ⅲ-Ⅵ족에 속하는 반도체인 황화갈륨(Ga2S3)은, 밴드갭이 3 eV로, 자외선 영역대의 광 흡수 계수가 높은 특징이 있으며, 인듐(In), 구리(Cu) 등과 혼합하여 사용됨으로써, 차세대 고효율 태양전지 소재로 기대되고 있다.Gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), a semiconductor belonging to Group III-VI on the periodic table, has a band gap of 3 eV, a high light absorption coefficient in the ultraviolet range, and is mixed with indium (In), copper (Cu), etc. As it is used, it is expected to be a next-generation high-efficiency solar cell material.

이러한 황화갈륨은, 발광 효율이 매우 높을 뿐 아니라, 황 원소의 결핍(vacancy)을 이용하면, 발광 파장을 자외선 영역으로부터 근적외선 영역까지 조절할 수 있는 장점이 있다. This gallium sulfide not only has very high luminous efficiency, but also has the advantage of being able to adjust the emission wavelength from the ultraviolet region to the near-infrared region by using the vacancy of the sulfur element.

한편, 황화갈륨은, 결정상 중, 단사정계(Monoclinic)와 입방정계(Cubic)의 제2 조화파(second harmonic) 발생 효율이, 상용화된 KTiOPO4와 KTP 결정에 비하여, 각각 0.7 배, 0.5 배 높은 것으로 보고된 바 있다. On the other hand, gallium sulfide has a monoclinic and cubic second harmonic generation efficiency of 0.7 and 0.5 times higher than that of commercially available KTiOPO 4 and KTP crystals, respectively. It has been reported that

또한, 황화갈륨은, 상용화된 KTiOPO4와 KTP 결정 보다 레이저에 대한 손상 정도를 나타내는 레이저 유도 손상 임계 값(high LIDT(laser induced damage threshold))이 100 배 높아, 뛰어난 비 선형 광학소재로 기대되고 있다.In addition, gallium sulfide is expected to be an excellent non-linear optical material as its laser induced damage threshold (LIDT), which indicates the degree of damage from a laser, is 100 times higher than that of commercially available KTiOPO 4 and KTP crystals. .

한편, 1차원 나노구조인 나노선은, 표면/부피 비율이 높고, 직경을 길이로 나눈 값으로 정의되는 종횡비(직경/길이)가 높은 것에 의하여, 전자 이동 방향을 1차원 공간으로 제어할 수 있어, 차세대 전자 소재로 각광받고 있다.On the other hand, nanowires, which are one-dimensional nanostructures, have a high surface/volume ratio and a high aspect ratio (diameter/length), which is defined as the diameter divided by the length, so the direction of electron movement can be controlled in one-dimensional space. , is attracting attention as a next-generation electronic material.

바텀-업(bottom-up) 합성법인 화학기상증착법으로 나노선을 합성하는 경우, 일정한 방향을 가지는 단결정으로 성장시킬 수 있어, 캐리어의 이동속도가 뛰어난 소재로 개발할 수 있는 장점이 있다. When synthesizing nanowires using chemical vapor deposition, a bottom-up synthesis method, it can be grown into a single crystal with a certain direction, which has the advantage of developing a material with excellent carrier movement speed.

한편, 상술된 바와 같은 황화갈륨이 나노선으로 합성된 황화갈륨 나노선의 경우, 종래에 통상적으로 단사정계에 대한 합성법이 보고된 바 있다. Meanwhile, in the case of gallium sulfide nanowires synthesized from gallium sulfide into nanowires as described above, a conventional monoclinic synthesis method has been reported.

이와 같이 통상적인 황화갈륨 나노선의 합성은, 상술된 바와 같은 화학기상증착법을 통해 산화갈륨(Ga2O3)과 황을 소스 물질로 하여 합성하거나, 산화갈륨 나노선을 먼저 합성하고 황으로 치환하여 합성하거나, 용액상 수열합성 하는 방법이 주로 이용되고 있다. In this way, the synthesis of conventional gallium sulfide nanowires is accomplished by synthesizing gallium oxide (Ga 2 O 3 ) and sulfur as source materials through the chemical vapor deposition method as described above, or by first synthesizing gallium oxide nanowires and replacing them with sulfur. Synthesis or solution phase hydrothermal synthesis methods are mainly used.

하지만 이러한 종래의 통상적인 방법의 경우, 합성된 황화갈륨 나노선의 결정성이 매우 낮은 문제가 있다. However, in the case of this conventional method, there is a problem that the crystallinity of the synthesized gallium sulfide nanowire is very low.

이에, 최근에는 화학기상증착법으로 합성된 비소화갈륨(GaAs) 나노선을 황으로 치환하는 방법을 새롭게 도입하여, 입방정계 나노튜브 형태로 합성하기도 하였다. Accordingly, a new method of replacing gallium arsenide (GaAs) nanowires synthesized by chemical vapor deposition with sulfur was recently introduced and synthesized in the form of cubic nanotubes.

하지만 상술된 종래의 기술들은, 단지 단일상의 황화갈륨 나노선을 합성하는 방법에 한정되는 것이며, 이와 같은 종래의 기술들로는, 다양한 결정상 중에서 어느 하나의 상을 선택적으로 제조하는 것이 불가능하였다. 즉 다시 말해, 종래에는 황화갈륨 나노선의 제조에 있어서, 결정상을 선택적으로 조절할 수 있는 방법이 전무한 실정인 것이다. However, the above-described conventional techniques are limited to methods for synthesizing single-phase gallium sulfide nanowires, and with such conventional techniques, it was impossible to selectively manufacture any one phase among various crystal phases. In other words, in the past, there was no method for selectively controlling the crystal phase in the production of gallium sulfide nanowires.

한편 최근, 그래핀과 같은 2차원 나노소재에 대한 관심이 증가하면서, 계산적으로 황화갈륨에 대한 2차원 구조가 가능할 것으로 발표되기도 하였다. Meanwhile, recently, as interest in two-dimensional nanomaterials such as graphene has increased, it has been announced that a two-dimensional structure for gallium sulfide can be calculated computationally.

또한 이를 근거로, 황화갈륨에서 단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic) 결정상을 갖는 2차원 나노결정이 가능함이 실험적으로 증명된 바 있다. Additionally, based on this, it has been experimentally proven that two-dimensional nanocrystals having monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic crystal phases are possible from gallium sulfide. there is.

하지만, 앞서 설명된 황화갈륨 나노선과 마찬가지로 황화갈륨 2차원 나노결정에 있어서, 결정상을 선택적으로 조절할 수 있는 방법에 대해서는 보고된 바 없다.However, as with the gallium sulfide nanowires described above, there has been no report on a method for selectively controlling the crystal phase in gallium sulfide two-dimensional nanocrystals.

이에, 황화갈륨 나노선 제조에 있어서, 결정상을 선택적으로 형성할 수 있는 방법이 필요한 실정이다.Accordingly, in the production of gallium sulfide nanowires, there is a need for a method that can selectively form a crystal phase.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 결정상을 선택적으로 형성할 수 있는, 나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법을 제공하는 데 있다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a nanowire crystal phase manufacturing device and a nanowire crystal phase manufacturing method that can selectively form a crystal phase.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 결정상을 선택적을 조절할 수 있기 때문에, 각 결정상에 따라 다르게 발현되는 나노선의 전기적, 광학적 특성이 제어가 가능한, 나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a nanowire crystal phase manufacturing device and a nanowire crystal phase manufacturing method that can control the electrical and optical properties of nanowires that are expressed differently depending on each crystal phase because the crystal phase can be selectively controlled. It is to provide.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 결정상이 선택적으로 조절된 나노선으로부터 고성능 나노 소자(nano device)가 제조되는 경우, 상기 고성능 나노 소자의 전기적, 광학적 특성까지도 제어 가능한, 나노선 결정상 제조 장치 및 나노선 결정상 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to manufacture a nanowire crystal phase in which even the electrical and optical properties of the high-performance nanodevice can be controlled when a high-performance nanodevice is manufactured from a nanowire in which the crystalline phase is selectively controlled. The purpose is to provide a device and a method for manufacturing a nanowire crystal phase.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 나노선 결정상 제조 장치를 제공한다.In order to solve the above technical problems, the present invention provides a nanowire crystal phase manufacturing device.

일 실시 예에 따르면, 상기 나노선 결정상 제조 장치는, 반도체 전구체가 배치되는, 제1 스테이지, 상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는, 제1 히팅부, 금속 촉매가 배치되는, 제2 스테이지, 상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는, 제2 히팅부, 상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는, 운송 가스 라인, 및 상기 제2 스테이지의 제2 온도가 가변되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어할 수 있다.According to one embodiment, the nanowire crystal phase manufacturing apparatus includes a first stage on which a semiconductor precursor is disposed, and a first heating device that sets a first temperature of the first stage so that the semiconductor precursor of the first stage is vaporized. unit, a second stage in which a metal catalyst is disposed, a second heating part that forms a second temperature in the second stage so that the metal catalyst in the second stage melts, and the first heating part in the first stage A transport gas line that supplies transport gas to transport the semiconductor precursor vaporized by the second stage toward the molten metal catalyst by the second heating unit, and the second temperature of the second stage is varied. , a control unit that variably controls the second heating unit, wherein the control unit variably controls the second heating unit so that a nanowire containing at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor. You can.

일 실시 예에 따르면, 상기 서로 다른 4 개의 결정상은, 단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic)일 수 있다.According to one embodiment, the four different crystal phases may be monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 온도는, 상기 결정상이 단사정계인 경우, 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 육방정계인 경우, 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 우르차이트 육방정계인 경우, 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 입방정계인 경우, 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하일 수 있다. According to one embodiment, the second temperature is greater than 800 ℃ to 850 ℃ when the crystal phase is monoclinic, and greater than 720 ℃ to 800 ℃ when the crystal phase is hexagonal, and the crystal phase is Ur If the crystal phase is hexagonal, the temperature may be greater than 620°C and less than 720°C, and if the crystal phase is cubic, the temperature may be greater than 580°C to 620°C.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도는, 상기 제2 온도 보다 높을 수 있다. According to one embodiment, the first temperature may be higher than the second temperature.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도는, 900 ℃ 이상 내지 950 ℃ 이하일 수 있다. According to one embodiment, the first temperature may be 900°C or higher and 950°C or lower.

일 실시 예에 따르면, 주기율표 상에서, 상기 반도체 전구체의 반도체는, Ⅲ-Ⅵ족에 속하고, 상기 금속 촉매의 금속은, 11족에 속하며, 상기 운송 가스는, 18족에 속할 수 있다. According to one embodiment, on the periodic table, the semiconductor of the semiconductor precursor may belong to Group III-VI, the metal of the metal catalyst may belong to Group 11, and the transport gas may belong to Group 18.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 나노선 결정상 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for manufacturing a nanowire crystal phase.

일 실시 예에 따르면, 상기 나노선 결정상 제조 방법은, 제1 스테이지에 반도체 전구체를 배치하는 단계, 제2 스테이지에 금속 촉매를 배치하는 단계, 상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 제1 히팅부를 통해 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는 단계, 상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 제2 히팅부를 통해 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는 단계, 및 상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는 단계를 포함하되, 상기 제2 온도를 형성하는 단계는, 상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부가 가변제어되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the nanowire crystal phase manufacturing method includes placing a semiconductor precursor on a first stage, placing a metal catalyst on a second stage, and performing a first heating operation so that the semiconductor precursor of the first stage is vaporized. forming a first temperature of the first stage through a second heating section, so that the metal catalyst of the second stage melts, and forming a second temperature of the second stage through a second heating section, and in the first stage Comprising the step of supplying a transport gas that transports the semiconductor precursor vaporized by the first heating unit in the second stage toward the metal catalyst molten by the second heating unit, wherein forming the second temperature The step may include variably controlling the second heating unit so that a nanowire including at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 온도를 형성하는 단계에서, 상기 서로 다른 4 개의 결정상은, 단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic)일 수 있다.According to one embodiment, in the step of forming the second temperature, the four different crystal phases are monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic. ) can be.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 온도는, 상기 결정상이 단사정계인 경우, 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 육방정계인 경우, 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 우르차이트 육방정계인 경우, 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하이고, 상기 결정상이 입방정계인 경우, 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하일 수 있다.According to one embodiment, the second temperature is greater than 800 ℃ to 850 ℃ when the crystal phase is monoclinic, and greater than 720 ℃ to 800 ℃ when the crystal phase is hexagonal, and the crystal phase is Ur If the crystal phase is hexagonal, the temperature may be greater than 620°C and less than 720°C, and if the crystal phase is cubic, the temperature may be greater than 580°C to 620°C.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도를 형성하는 단계의 제1 온도는, 상기 제2 온도를 형성하는 단계의 제2 온도 보다 높을 수 있다.According to one embodiment, the first temperature in the step of forming the first temperature may be higher than the second temperature in the step of forming the second temperature.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도는, 900 ℃ 이상 내지 950 ℃ 이하일 수 있다.According to one embodiment, the first temperature may be 900°C or higher and 950°C or lower.

본 발명의 실시 예에 따르면, 반도체 전구체가 배치되는, 제1 스테이지, 상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는, 제1 히팅부, 금속 촉매가 배치되는, 제2 스테이지, 상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는, 제2 히팅부, 상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는, 운송 가스 라인, 및 상기 제2 스테이지의 제2 온도가 가변되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 나노선 결정상 제조 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a first stage on which a semiconductor precursor is disposed, a first heating unit that forms a first temperature of the first stage so that the semiconductor precursor of the first stage is vaporized, and a metal catalyst are disposed. a second stage, a second heating unit forming a second temperature of the second stage so that the metal catalyst of the second stage is melted, and a semiconductor precursor vaporized by the first heating unit in the first stage. a transport gas line that supplies transport gas transported in the direction of the molten metal catalyst by the second heating unit in the second stage, and a second heating unit such that the second temperature of the second stage is varied. A nanowire crystal phase manufacturing apparatus including a control unit that variably controls the second heating unit so that a nanowire containing at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor. may be provided.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 반도체 전구체의 반도체는, Ⅲ-Ⅵ족에 속하는 원소, 보다 구체적으로, 황화갈륨(Ga2S3)일 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the semiconductor of the semiconductor precursor may be an element belonging to group III-VI, more specifically, gallium sulfide (Ga2S3).

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 금속 촉매(ct)의 금속은, 주기율표 상에서, 11족에 속하는 원소, 보다 구체적으로, 금(Au)일 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the metal of the metal catalyst (ct) may be an element belonging to group 11 on the periodic table, more specifically, gold (Au).

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 나노선은 황화갈륨 나노선일 수 있다. Accordingly, the nanowire manufactured according to an embodiment of the present invention may be a gallium sulfide nanowire.

한편, 종래에는 상기와 같은 황화갈륨을 나노선으로 제조함에 있어, 다양한 결정상 중에서 어느 하나의 결정상을 선택적으로 조절할 수 있는 방법이 전무한 실정이었다.Meanwhile, in the past, when manufacturing gallium sulfide as described above into nanowires, there was no method to selectively control one crystal phase among various crystal phases.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 황화갈륨을 나노선으로 제조함에 있어서, 상기와 같이 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 선택적으로 조절할 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, when manufacturing the gallium sulfide into a nanowire, at least one of the four different crystal phases as described above can be selectively adjusted.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기와 같이 황화갈륨을 나노선으로 제조함에 있어서, 결정상을 선택적을 조절할 수 있기 때문에, 각 결정상에 따라 다르게 발현되는 황화갈륨 나노선의 전기적, 광학적 특성을 제어하는 것이 가능해 질 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, when manufacturing gallium sulfide into nanowires as described above, the crystal phase can be selectively controlled, thereby controlling the electrical and optical properties of the gallium sulfide nanowire that are expressed differently depending on each crystal phase. It may be possible to do so.

나아가, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기와 같이 결정상이 선택적으로 조절된 황화갈륨 나노선으로부터 고성능 나노 소자(nano device)가 제조되는 경우, 상기 고성능 나노 소자의 전기적, 광학적 특성까지도 제어 가능한 기술적 효과가 있다.Furthermore, according to an embodiment of the present invention, when a high-performance nano device is manufactured from gallium sulfide nanowires whose crystal phase is selectively controlled as described above, the technical effect of controlling even the electrical and optical properties of the high-performance nano device is possible. There is.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 실험 예를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining a nanowire crystal phase manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining a method for manufacturing a nanowire crystal phase according to an embodiment of the present invention.
5 to 14 are diagrams for explaining experimental examples of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the shapes and thicknesses of regions are exaggerated for effective explanation of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Additionally, in this specification, “connection” is used to mean both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... unit", and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. there is.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Additionally, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 장치가 설명된다.Hereinafter, a nanowire crystal phase manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining a nanowire crystal phase manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

한편 여기에서 도 2는, 도 1의 A-A' 절단면을 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 2 shows a section taken along line A-A' of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 나노선 결정상 제조 장치(1000)는, 장치 바디(10), 제1 스테이지(110), 제2 스테이지(130), 제1 히팅부(210), 제2 히팅부(230), 운송 가스 라인(310), 및 제어부(400) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 1 and 2, the nanowire crystal phase manufacturing apparatus 1000 includes a device body 10, a first stage 110, a second stage 130, a first heating unit 210, and a second It may include at least one of the heating unit 230, the transport gas line 310, and the control unit 400.

이하, 각 구성이 설명된다.Below, each configuration is explained.

장치 Device 바디body (10)(10)

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 장치 바디(10)에는, 이하 설명되는 각 구성 즉, 제1 스테이지(110), 제2 스테이지(130), 제1 히팅부(210), 제2 히팅부(230), 및 운송 가스 라인(310) 중에서 적어도 어느 하나가 마련될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the device body 10 includes each of the components described below, that is, a first stage 110, a second stage 130, a first heating unit 210, and a second heating unit. At least one of (230) and the transport gas line (310) may be provided.

일 실시 예에 따르면, 상기 장치 바디(10)는 열처리 로(furnace), 전기 로(furnace) 등의 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 장치 바디(10)는, 원통형 튜브가 들어가는 전기 로의 형태로 구비될 수 있다. According to one embodiment, the device body 10 may be provided in the form of a heat treatment furnace (furnace), electric furnace (furnace), etc. For example, the device body 10 may be provided in the form of an electric furnace into which a cylindrical tube is inserted.

제1 1st 스테이지stage (110)(110)

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 스테이지(110)에는, 반도체 전구체(pr)가 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , a semiconductor precursor (pr) may be disposed on the first stage 110 .

여기에서 반도체 전구체(pr)의 반도체는, 주기율표 상에서, Ⅲ-Ⅵ족에 속하는 원소를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Here, the semiconductor of the semiconductor precursor (pr) can be understood as a concept that includes elements belonging to groups III-VI on the periodic table.

보다 구체적으로 여기에서 반도체 전구체(pr)의 반도체는, 황화갈륨(Ga2S3)일 수 있다. 이하에서, 상기 반도체 전구체(pr)의 반도체는, 황화갈륨을 상정하기로 한다. More specifically, here, the semiconductor of the semiconductor precursor (pr) may be gallium sulfide (Ga 2 S 3 ). Hereinafter, the semiconductor of the semiconductor precursor (pr) is assumed to be gallium sulfide.

황화갈륨은, 밴드갭이 3 eV로, 자외선 영역대의 광 흡수 계수가 높은 특징이 있으며, 인듐(In), 구리(Cu) 등과 혼합하여 사용되는 경우, 태앙전지의 고효율 소재로써 사용될 수 있다. Gallium sulfide has a band gap of 3 eV and a high light absorption coefficient in the ultraviolet range. When used in combination with indium (In), copper (Cu), etc., it can be used as a high-efficiency material for solar cells.

또한 황화갈륨은, 발광 효율이 매우 높을 뿐 아니라, 황 원소의 결핍(vacancy)을 이용하면, 발광 파장을 자외선 영역으로부터 근적외선 영역까지 조절할 수 있는 장점도 있다. In addition, gallium sulfide not only has very high luminous efficiency, but also has the advantage of being able to adjust the luminescence wavelength from the ultraviolet region to the near-infrared region by using the vacancy of elemental sulfur.

또한, 황화갈륨은, 결정상 중, 단사정계(Monoclinic)와 입방정계(Cubic)의 제2 조화파(second harmonic) 발생 효율이, 상용화된 KTiOPO4와 KTP 결정에 비하여, 각각 0.7 배, 0.5 배 높을 수 있다.In addition, gallium sulfide has a monoclinic and cubic second harmonic generation efficiency of 0.7 and 0.5 times higher than that of commercially available KTiOPO 4 and KTP crystals, respectively. You can.

또한, 황화갈륨은, 상용화된 KTiOPO4와 KTP 결정 보다 레이저에 대한 손상 정도를 나타내는 레이저 유도 손상 임계 값(high LIDT(laser induced damage threshold))이 100 배 높아, 뛰어난 비 선형 광학소재로써 사용될 수 있다. In addition, gallium sulfide has a laser induced damage threshold (LIDT) that is 100 times higher than commercially available KTiOPO 4 and KTP crystals, indicating the degree of damage from lasers, and can be used as an excellent non-linear optical material. .

하지만, 종래에는 상기와 같은 황화갈륨을 나노선으로 제조함에 있어, 다양한 결정상 중에서 어느 하나의 결정상을 선택적으로 조절할 수 있는 방법이 전무한 실정이었다.However, in the past, when manufacturing gallium sulfide as described above into nanowires, there was no method to selectively control one crystal phase among various crystal phases.

한편, 황화갈륨을 나노선으로 제조함에 있어서, 상기와 같이 결정상을 선택적을 조절할 수 있다면, 각 결정상에 따라 다르게 발현되는 황화갈륨 나노선의 전기적, 광학적 특성을 제어하는 것이 가능해 질 수 있다.Meanwhile, when manufacturing gallium sulfide into nanowires, if the crystal phase can be selectively controlled as described above, it may be possible to control the electrical and optical properties of the gallium sulfide nanowire that are expressed differently depending on each crystal phase.

나아가, 상기와 같이 결정상이 선택적으로 조절된 황화갈륨 나노선으로부터 고성능 나노 소자(nano device)가 제조되는 경우, 상기 고성능 나노 소자의 전기적, 광학적 특성까지도 제어 가능한 기술적 효과가 있다.Furthermore, when a high-performance nano device is manufactured from gallium sulfide nanowires whose crystal phase is selectively controlled as described above, there is a technical effect in that even the electrical and optical properties of the high-performance nano device can be controlled.

이에 본 발명에서는 황화갈륨 나노선의 제조에 있어서, 결정상을 선택적으로 형성할 수 있는 나노선 결정상 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention provides a nanowire crystal phase production apparatus and method that can selectively form a crystal phase in the production of gallium sulfide nanowires.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 스테이지(110)는, 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. According to one embodiment, the first stage 110 may be made of a ceramic material.

한편, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 스테이지(110)는, 상기 반도체 전구체(pr)가 분말상으로 마련되는 경우, 상기 분말상을 수용할 수 있도록 깊이를 가지는 형태 예를 들어, 세라믹 보트 형태로 마련될 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment, when the semiconductor precursor (pr) is provided in powder form, the first stage 110 is provided in a shape having a depth to accommodate the powder form, for example, in the form of a ceramic boat. It can be.

하지만, 상술된 제1 스테이지(110)의 소재, 형태는 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.However, the material and shape of the first stage 110 described above are only examples and are not limited thereto.

제2 2nd 스테이지stage (130)(130)

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제2 스테이지(130)에는, 금속 촉매(ct)가 배치될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, a metal catalyst (ct) may be disposed in the second stage 130.

여기에서 금속 촉매(ct)의 금속은, 주기율표 상에서, 11족에 속하는 원소를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Here, the metal of the metal catalyst (ct) can be understood as a concept that includes elements belonging to group 11 on the periodic table.

보다 구체적으로, 여기에서 금속 촉매(ct)의 금속은, 금(Au)일 수 있다. 이하에서, 상기 금속 촉매(ct)의 금속은, 금을 상정하기로 한다.More specifically, here, the metal of the metal catalyst (ct) may be gold (Au). Hereinafter, it is assumed that the metal of the metal catalyst (ct) is gold.

한편 도 2를 참조하면, 상기 금속 촉매(ct)는, 상기 제1 스테이지(110)의 반도체 전구체(pr)가 후술되는 제1 히팅부(210)에 의하여 기화(vp)되는 경우, 상기 기화된 반도체 전구체(vp)를 흡착하도록, 후술되는 제2 히팅부(230)에 의해 용융되어, 액상의 금속 촉매(ct) 나노입자로 형성될 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 2, when the semiconductor precursor (pr) of the first stage 110 is vaporized (vp) by the first heating unit 210 to be described later, the metal catalyst (ct) is the vaporized In order to adsorb the semiconductor precursor (vp), it may be melted by the second heating unit 230, which will be described later, to form liquid metal catalyst (ct) nanoparticles.

이에 따라, 상기 제2 스테이지(130)에서는, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자에 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 제공되는 경우, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자가 상기 기화된 반도체 전구체(vp)를 흡착하여 유테틱 멜팅(eutectic melting)될 수 있다.Accordingly, in the second stage 130, when the vaporized semiconductor precursor (vp) is provided to the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles, the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles are converted to the vaporized semiconductor precursor (vp). Eutectic melting can be achieved by adsorbing the semiconductor precursor (VP).

한편, 상기 제2 스테이지(130)에서, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자에 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 지속적으로 공급되면, 상기 유테틱 멜팅이 포화되어 한계치에 도달하고, 이때 상기 반도체 전구체(pr) 중 갈륨(Ga)이 과포화되어, 상기 반도체 전구체(pr) 중 황(S)과 상기 금속 촉매(ct)의 금속인 금(Au) 표면에서 반응 즉, 재결정을 이루면서 항화갈륨이 석출될 수 있다.Meanwhile, in the second stage 130, when the vaporized semiconductor precursor (vp) is continuously supplied to the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles, the euthetic melting is saturated and reaches a limit, and at this time, the Gallium (Ga) in the semiconductor precursor (pr) is supersaturated, and a reaction occurs between sulfur (S) in the semiconductor precursor (pr) and gold (Au), which is the metal of the metal catalyst (ct), on the surface of gold (Au), that is, recrystallization, and gallium dioxide is formed. It may precipitate.

한편, 도 2를 참조하면, 상기와 같은 재결정에 의한 항화갈륨의 석출은, 한쪽 방향(D1) 보다 구체적으로, 후술되는 운송 가스 라인(310)에 의하여 공급되는 운송 가스에 의해, 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 운송되는 방향으로 진행될 수 있는데, 이에 따라, 고상의 항화갈륨 나노선(50)으로 성장될 수 있는 것이다. Meanwhile, referring to FIG. 2, the precipitation of gallium antide by recrystallization as described above occurs in one direction (D1), more specifically, by the transport gas supplied by the transport gas line 310, which will be described later, to the vaporized semiconductor. The precursor (vp) can proceed in the direction in which it is transported, and accordingly, it can be grown into a solid-phase gallium dioxide nanowire (50).

한편, 이때, 상기 성장하는 황화갈륨 나노선(50)의 직경은, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자의 크기에 따라 결정될 수 있다.Meanwhile, at this time, the diameter of the growing gallium sulfide nanowire 50 may be determined depending on the size of the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles.

한편, 상기 황화갈륨 나노선(50)이 수십 마이크로미터 길이로 충분히 성장된 경우에는 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)를 덮을 수 있고, 이에 따라, 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 상기 금속 촉매(ct)에 도달되기 어려워짐으로써, 상기 황화갈륨 나노선(50)의 성장은 종료될 수 있다. Meanwhile, when the gallium sulfide nanowire 50 is sufficiently grown to a length of several tens of micrometers, it can cover the metal catalyst (ct) of the second stage 130, and accordingly, the vaporized semiconductor precursor (vp) As it becomes difficult to reach the metal catalyst (ct), the growth of the gallium sulfide nanowire 50 may be terminated.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 스테이지(130)는, 앞서 설명된 바와 같은 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 하지만, 앞서 설명된 바와 같이 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the second stage 130 may be made of a ceramic material as described above. However, as explained above, this is only an example and is not limited to this.

한편, 상기 금속 촉매(ct)는 상기 제2 스테이지(130)에 배치되기 전, 기판에 증착될 수도 있다. 예를 들어, 상기 금은 실리콘 기판 상에 증착되어 상기 제2 스테이지(130)에 배치될 수도 있는 것이다. Meanwhile, the metal catalyst (ct) may be deposited on the substrate before being placed on the second stage 130. For example, the gold may be deposited on a silicon substrate and placed on the second stage 130.

제1 1st 히팅부Heating part (210)(210)

도 2를 참조하면, 상기 제1 히팅부(210)는, 상기 제1 스테이지(110)의 반도체 전구체(pr)가 기화(vp)되도록, 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2, the first heating unit 210 forms a first temperature of the first stage 110 so that the semiconductor precursor (pr) of the first stage 110 is vaporized (vp). You can.

이를 위해, 상기 제1 히팅부(210)는, 상기 제1 온도를 형성하도록 후술되는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. To this end, the first heating unit 210 may be controlled by a control unit 400 to be described later to set the first temperature.

한편, 여기에서 제1 온도는, 후술되는 제2 온도 보다 높을 수 있다. Meanwhile, here, the first temperature may be higher than the second temperature described later.

구체적으로, 상기 제1 온도는, 900 ℃ 이상 내지 950 ℃ 이하일 수 있다. Specifically, the first temperature may be 900°C or higher and 950°C or lower.

보다 구체적으로, 상기 제1 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 단사정계 결정상을 포함하는 나노선(50M)이 형성되도록 제어되는 경우, 950 ℃일 수 있다. More specifically, the first temperature may be 950°C when controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire (50M) including a monoclinic crystal phase from the semiconductor precursor (pr).

또는 상기 제1 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50H) 및 우르차이트 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50W)이 형성되도록 제어되는 경우, 930 ℃일 수 있다.Alternatively, the first temperature may be set to the nanowire 50H including a hexagonal crystal phase and the nanowire 50W including a wurtzite hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor pr by the control unit 400, which will be described later. When controlled to form, it may be 930°C.

또는 상기 제1 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 입방정계 결정상을 포함하는 나노선(50C)이 형성되도록 제어되는 경우, 900 ℃일 수 있다.Alternatively, the first temperature may be 900°C when controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire 50C including a cubic crystal phase from the semiconductor precursor pr.

한편, 상기 제1 히팅부(210)는, 상기 제1 스테이지(110)의 반도체 전구체(pr)를 기화(vp)시키기 위하여, 상기 제1 스테이지(110)에 인접하도록 상기 장치 바디(10)에 마련될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 제1 히팅부(210)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스테이지(110)의 하측에 마련될 수 있다. Meanwhile, the first heating unit 210 is installed on the device body 10 adjacent to the first stage 110 in order to vaporize (vp) the semiconductor precursor (pr) of the first stage 110. Of course, it can be provided. For example, the first heating unit 210 may be provided below the first stage 110, as shown in FIG. 2.

제2 2nd 히팅부Heating part (230)(230)

도 2를 참조하면, 상기 제2 히팅부(230)는, 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)가 용융되도록, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2, the second heating unit 230 may set the second temperature of the second stage 130 so that the metal catalyst (ct) of the second stage 130 is melted.

이에 따라, 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)는, 상기 제2 히팅부(230)에 의해 용융되어, 상술된 바와 같은 액상의 금속 촉매(ct) 나노입자로 형성될 수 있다.Accordingly, the metal catalyst (ct) of the second stage 130 may be melted by the second heating unit 230 and formed into liquid metal catalyst (ct) nanoparticles as described above.

이를 위해, 상기 제2 히팅부(230)는, 상기 제2 온도를 형성하도록 후술되는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. To this end, the second heating unit 230 may be controlled by a control unit 400 to be described later to set the second temperature.

한편, 여기에서 제2 온도는, 앞서 설명된 제1 온도 보다 낮을 수 있다. Meanwhile, the second temperature here may be lower than the first temperature described above.

구체적으로, 상기 제2 온도는, 580 ℃ 이상 내지 850 ℃ 이하일 수 있다. Specifically, the second temperature may be 580°C or higher and 850°C or lower.

보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 상기 제2 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 단사정계 결정상을 포함하는 나노선(50M)이 형성되도록 제어되는 경우, 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하일 수 있다. More specifically, referring to FIG. 4, when the second temperature is controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire (50M) including a monoclinic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), It may be above 800°C and below 850°C.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제2 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50H)이 형성되도록 제어되는 경우, 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하일 수 있다.Or, referring to FIG. 4, when the second temperature is controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire (50H) including a hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor (pr), it exceeds 720°C. It may be from 800°C or lower.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제2 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 우르차이트 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50W)이 형성되도록 제어되는 경우, 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하일 수 있다.Or, referring to FIG. 4, when the second temperature is controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire (50W) including a wurtzite hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor (pr), It may be above 620°C and below 720°C.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제2 온도는, 후술되는 제어부(400)에 의해, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 입방정계 결정상을 포함하는 나노선(50C)이 형성되도록 제어되는 경우, 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하일 수 있다.Or, referring to FIG. 4, when the second temperature is controlled by the control unit 400, which will be described later, to form a nanowire (50C) including a cubic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the second temperature is 580° C. or higher. It may be from 620°C or lower.

한편, 상기 제2 히팅부(230)는, 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)를 용융시키기 위하여, 상기 제2 스테이지(130)에 인접하도록 상기 장치 바디(10)에 마련될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 제2 히팅부(230)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 스테이지(130)의 하측에 마련될 수 있다.Meanwhile, the second heating unit 230 may be provided on the device body 10 adjacent to the second stage 130 in order to melt the metal catalyst (ct) of the second stage 130. Of course it exists. For example, the second heating unit 230 may be provided below the second stage 130, as shown in FIG. 2.

운송 가스 라인(310)Transportation Gas Line(310)

도 2를 참조하면, 상기 운송 가스 라인(310)은, 상기 제1 스테이지(110)에서 상기 제1 히팅부(210)에 의하여 기화된 반도체 전구체(vp)를, 상기 제2 스테이지(130)에서 상기 제2 히팅부(230)에 의하여 용융된 금속 촉매(ct) 방향(D1)으로 운송하는 운송 가스(미도시)를 공급할 수 있다. Referring to FIG. 2, the transport gas line 310 transfers the semiconductor precursor (vp) vaporized by the first heating unit 210 in the first stage 110 to the second stage 130. The second heating unit 230 can supply transport gas (not shown) transported in the direction D1 of the molten metal catalyst (ct).

한편 여기에서 운송 가스는, 비활성 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 운송 가스는, 아르곤(Ar) 가스일 수 있다.Meanwhile, the transport gas here may be an inert gas. For example, the transport gas may be argon (Ar) gas.

이에 따라, 상기 운송 가스(미도시)를 통해, 상기 제1 스테이지(110)의 기화된 반도체 전구체(vp)가, 상기 제2 스테이지(130)의 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자로 운송되어, 상술된 바와 같이, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자가 상기 기화된 반도체 전구체(vp)를 흡착하여 유테틱 멜팅(eutectic melting)될 수 있다.Accordingly, the vaporized semiconductor precursor (vp) of the first stage 110 is transported to the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles of the second stage 130 through the transport gas (not shown). , As described above, the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles may adsorb the vaporized semiconductor precursor (vp) and undergo eutectic melting.

한편, 상기 운송 가스를 통해 앞서 설명된 바와 같이, 상기 제2 스테이지(130)에서, 상기 액상의 금속 촉매(ct) 나노 입자에 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 지속적으로 운송되면, 상기 유테틱 멜팅이 포화되어 한계치에 도달하고, 이때 상기 반도체 전구체(pr) 중 갈륨(Ga)이 과포화되어, 상기 반도체 전구체(pr) 중 황(S)과 상기 금속 촉매(ct)의 금속인 금(Au) 표면에서 반응 즉, 재결정을 이루면서 항화갈륨이 석출될 수 있다.Meanwhile, as previously explained through the transport gas, when the vaporized semiconductor precursor (vp) is continuously transported to the liquid metal catalyst (ct) nanoparticles in the second stage 130, the eutectic Melting is saturated and reaches a limit, and at this time, gallium (Ga) in the semiconductor precursor (pr) is supersaturated, and sulfur (S) in the semiconductor precursor (pr) and gold (Au), which is the metal of the metal catalyst (ct), are saturated. Gallium antihide may be precipitated during a reaction, that is, recrystallization, on the surface.

이에 따라, 도 2를 참조하면, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 운송 가스에 의해, 상기 기화된 반도체 전구체(vp)가 운송되는 방향(D1)으로 상기와 같은 재결정에 의한 항화갈륨의 석출이 진행될 수 있고, 이에 따라, 고상의 항화갈륨 나노선(50)이 성장될 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 2, as described above, precipitation of gallium antide by recrystallization as described above may proceed in the direction D1 in which the vaporized semiconductor precursor (vp) is transported by the transport gas. There is, and accordingly, solid-phase gallium dioxide nanowires 50 can be grown.

이를 위해, 도 2를 참조하면, 상기 운송 가스 라인(310)은, 상기 장치 바디(10)의 일 측으로부터 타측을 향하여 형성되되, 상기 일 측에는 상기 운송 가스가 유입(in)되는 유입구(331)가 형성되고, 상기 타 측에는 상기 유입된 운송 가스가 배출(out)되는 배출구(333)가 형성될 수 있다.To this end, referring to FIG. 2, the transport gas line 310 is formed from one side of the device body 10 toward the other side, and the one side has an inlet 331 through which the transport gas flows. is formed, and an outlet 333 through which the introduced transport gas is discharged may be formed on the other side.

제어부(400)Control unit (400)

상기 제어부(400)는, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 가변되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 가변제어할 수 있다. The control unit 400 may variably control the second heating unit 230 so that the second temperature of the second stage 130 is varied.

보다 구체적으로, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 가변제어할 수 있다. More specifically, the control unit 400 may variably control the second heating unit 230 so that a nanowire containing at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor (pr). there is.

한편, 여기에서 상기 서로 다른 4 개의 결정상은, 단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic)일 수 있다.Meanwhile, here, the four different crystal phases may be monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic.

보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 단사정계 결정상을 포함하는 나노선(50M)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하가 되도록 상기 제2 히팅부(230)를 제어할 수 있다. More specifically, referring to FIG. 4, when selectively forming a nanowire (50M) containing a monoclinic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the control unit 400 operates the second stage 130. The second heating unit 230 may be controlled so that the second temperature is above 800°C and below 850°C.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50H)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하가 되도록 상기 제2 히팅부(230)를 제어할 수 있다. Or, referring to FIG. 4, when selectively forming a nanowire (50H) containing a hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the control unit 400 sets the second temperature of the second stage 130. The second heating unit 230 can be controlled so that the temperature is above 720°C and below 800°C.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 우르차이트 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50W)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하가 되도록 상기 제2 히팅부(230)를 제어할 수 있다.Or, referring to FIG. 4, when selectively forming a nanowire (50W) containing a wurtzite hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the control unit 400 operates the second stage 130. The second heating unit 230 may be controlled so that the second temperature is greater than 620°C and less than or equal to 720°C.

또는 도 4를 참조하면, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 입방정계 결정상을 포함하는 나노선(50C)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하가 되도록 상기 제2 히팅부(230)를 제어할 수 있다.Or, referring to FIG. 4, when selectively forming a nanowire (50C) containing a cubic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the control unit 400 sets the second temperature of the second stage 130. The second heating unit 230 can be controlled so that the temperature is 580°C or higher and 620°C or lower.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 황화갈륨 나노선(50)의 제조에 있어서, 상기 서로 다른 4 개의 결정상 즉, 단사정계(50M), 육방정계(50H), 우르차이트 육방정계(50W), 및 입방정계(50C) 중에서 적어도 어느 하나를 선택적으로 형성할 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in the production of the gallium sulfide nanowire 50, the four different crystal phases, that is, monoclinic (50M), hexagonal (50H), and wurtzite hexagonal ( At least one of 50W), and cubic system (50C) can be selectively formed.

또는, 상기 제어부(400)는, 상기 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 선택적으로 포함하는 상기 황화갈륨 나노선(50)을 제조하기 위하여, 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도가 가변되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 가변제어할 수도 있다.Alternatively, the control unit 400 may vary the first temperature of the first stage 110 in order to manufacture the gallium sulfide nanowire 50 selectively including at least one of the four different crystal phases. Preferably, the first heating unit 210 may be variably controlled.

보다 구체적으로, 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 단사정계 결정상을 포함하는 나노선(50M)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도가 950 ℃가 되도록 상기 제1 히팅부(210)를 제어할 수 있다. More specifically, when the control unit 400 selectively forms a nanowire (50M) including a monoclinic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the first temperature of the first stage 110 is set to 950 ° C. The first heating unit 210 can be controlled so that .

또는 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50H) 및 우르차이트 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50W)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도가 930 ℃가 되도록 상기 제1 히팅부(210)를 제어할 수 있다. Alternatively, when the control unit 400 selectively forms a nanowire (50H) containing a hexagonal crystal phase and a nanowire (50W) containing a wurtzite hexagonal crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the first The first heating unit 210 can be controlled so that the first temperature of the first stage 110 is 930°C.

또는 상기 제어부(400)는, 상기 반도체 전구체(pr)로부터 입방정계 결정상을 포함하는 나노선(50C)을 선택적으로 형성하는 경우, 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도가 900 ℃가 되도록 상기 제1 히팅부(210)를 제어할 수 있다.Alternatively, when selectively forming a nanowire (50C) including a cubic crystal phase from the semiconductor precursor (pr), the control unit 400 sets the first temperature of the first stage 110 to 900°C. The first heating unit 210 can be controlled.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 황화갈륨 나노선(50)의 제조에 있어서, 상기 서로 다른 4 개의 결정상 즉, 단사정계(50M), 육방정계(50H), 우르차이트 육방정계(50W), 및 입방정계(50C) 중에서 적어도 어느 하나를 선택적으로 형성할 수 있음은 물론이다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in the production of the gallium sulfide nanowire 50, the four different crystal phases, that is, monoclinic (50M), hexagonal (50H), and wurtzite hexagonal ( Of course, at least one of the cubic system (50W) and cubic system (50C) can be selectively formed.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 장치가 설명되었다. Above, a nanowire crystal phase manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention has been described.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, a method for manufacturing a nanowire crystal phase according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 나노선 결정상 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are diagrams for explaining a method for manufacturing a nanowire crystal phase according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 나노선 결정상 제조 방법은, 상기 제1 스테이지(110)에 상기 반도체 전구체(pr)를 배치하는 단계(S110), 상기 제2 스테이지(130)에 상기 금속 촉매(ct)를 배치하는 단계(S120), 상기 제1 스테이지(110)의 반도체 전구체(pr)가 기화(vp)되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 통해 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도를 형성하는 단계(S130), 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)가 용융되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 통해 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도를 형성하는 단계(S140), 및 상기 제1 스테이지(110)에서 상기 제1 히팅부(210)에 의하여 기화된 반도체 전구체(vp)를, 상기 제2 스테이지(130)에서 상기 제2 히팅부(230)에 의하여 용융된 금속 촉매(ct) 방향(D1)으로 운송하는 상기 운송 가스를 공급하는 단계(S150) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the nanowire crystal phase manufacturing method includes placing the semiconductor precursor (pr) on the first stage 110 (S110), and placing the metal catalyst (ct) on the second stage 130. In the step of arranging (S120), the first temperature of the first stage 110 is adjusted through the first heating unit 210 so that the semiconductor precursor (pr) of the first stage 110 is vaporized (vp). Forming step (S130), forming the second temperature of the second stage 130 through the second heating unit 230 so that the metal catalyst (ct) of the second stage 130 is melted ( S140), and the semiconductor precursor (vp) vaporized by the first heating unit 210 in the first stage 110 is melted by the second heating unit 230 in the second stage 130. It may include at least one of the steps (S150) of supplying the transport gas transported in the metal catalyst (ct) direction (D1).

이하, 각 단계가 설명된다. 이하 설명되는 각 단계에서, 앞서 설명된 나노선 결정상 제조 장치(1000)의 각 구성과 중복되는 설명은 생략될 수도 있다. 하지만 이하에서 중복되는 설명이 생략된다고 해서 이를 배제하는 것은 아니다. Below, each step is explained. In each step described below, descriptions that overlap with each configuration of the nanowire crystal phase manufacturing apparatus 1000 described above may be omitted. However, the omission of overlapping explanations below does not mean that they are excluded.

단계 S110Step S110

도 2를 참조하면, 단계 S110에서, 상기 제1 스테이지(110)에 상기 반도체 전구체(pr)가 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, in step S110, the semiconductor precursor (pr) may be placed on the first stage 110.

상기 제1 스테이지(110) 및 상기 반도체 전구체(pr)에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the first stage 110 and the semiconductor precursor (pr), since the description of the previous embodiment overlaps, the description of the previous embodiment will be referred to.

단계 S120Step S120

도 2를 참조하면, 단계 S120에서, 상기 제2 스테이지(130)에 상기 금속 촉매(ct)가 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, in step S120, the metal catalyst (ct) may be placed on the second stage 130.

상기 제2 스테이지(130) 및 상기 금속 촉매(ct)에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the second stage 130 and the metal catalyst (ct), since the description of the previous embodiment overlaps, the description of the previous embodiment will be referred to.

단계 S130Step S130

단계 S130에서, 상기 제1 스테이지(110)의 반도체 전구체(pr)가 기화(vp)되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 통해 상기 제1 스테이지(110)의 제1 온도가 형성될 수 있다. In step S130, the first temperature of the first stage 110 may be formed through the first heating unit 210 so that the semiconductor precursor (pr) of the first stage 110 is vaporized (vp). .

상기 제1 히팅부(210) 및 상기 제1 온도에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the first heating unit 210 and the first temperature, the description of the previous embodiment overlaps with that of the previous embodiment, so the description of the previous embodiment will be referred to.

한편 본 단계에서, 상기 반도체 전구체(pr)로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 즉, 단사정계(50M), 육방정계(50H), 우르차이트 육방정계(50W), 및 입방정계(50C) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선(50)이 형성되도록, 상기 제1 히팅부(230)가 가변제어될 수 있다.Meanwhile, in this step, at least one of four different crystal phases, namely, monoclinic (50M), hexagonal (50H), wurtzite hexagonal (50W), and cubic (50C), is obtained from the semiconductor precursor (pr). The first heating unit 230 may be variably controlled so that a nanowire 50 including one is formed.

한편, 본 단계에서 상기 제1 히팅부(210)의 가변제어는, 앞서 설명된 바와 같은 제어부(400)를 통해 자동으로 수행되는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Meanwhile, in this step, the variable control of the first heating unit 210 can be understood as a concept that includes being automatically performed through the control unit 400 as described above.

상기 제어부(400)의 상기 제1 히팅부(210) 가변제어에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the variable control of the first heating unit 210 of the control unit 400, since the description of the previous embodiment overlaps, the description of the previous embodiment will be referred to.

또는 일 실시 예에 따르면, 본 단계에서 상기 제1 히팅부(210)의 가변제어는, 상기 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결정상을 형성하기 위한 제1 온도를 사용자가 수동으로 설정하는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.Or, according to one embodiment, in this step, the variable control of the first heating unit 210 allows the user to manually set the first temperature for forming at least one crystal phase selected from the four different crystal phases. It can be understood as a concept that includes doing.

단계 S140Step S140

도 4를 참조하면, 단계 S140에서, 상기 제2 스테이지(130)의 금속 촉매(ct)가 용융되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 통해 상기 제2 스테이지(130)의 제2 온도가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, in step S140, a second temperature of the second stage 130 is formed through the second heating unit 230 so that the metal catalyst (ct) of the second stage 130 is melted. It can be.

상기 제2 히팅부(230) 및 상기 제2 온도에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the second heating unit 230 and the second temperature, the description of the previous embodiment overlaps with that of the previous embodiment, so the description of the previous embodiment will be referred to.

한편 본 단계에서, 상기 반도체 전구체(pr)로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 즉, 단사정계(50M), 육방정계(50H), 우르차이트 육방정계(50W), 및 입방정계(50C) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선(50)이 형성되도록, 상기 제2 히팅부(230)가 가변제어될 수 있다. Meanwhile, in this step, at least one of four different crystal phases, namely, monoclinic (50M), hexagonal (50H), wurtzite hexagonal (50W), and cubic (50C), is obtained from the semiconductor precursor (pr). The second heating unit 230 may be variably controlled so that a nanowire 50 including one is formed.

한편, 본 단계에서 상기 제2 히팅부(230)의 가변제어는, 앞서 설명된 바와 같은 제어부(400)를 통해 자동으로 수행되는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Meanwhile, in this step, the variable control of the second heating unit 230 can be understood as a concept that includes being automatically performed through the control unit 400 as described above.

상기 제어부(400)의 상기 제2 히팅부(230) 가변제어에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the variable control of the second heating unit 230 of the control unit 400, since it overlaps with the description of the previous embodiment, the description of the previous embodiment will be referred to.

또는 일 실시 예에 따르면, 본 단계에서 상기 제2 히팅부(230)의 가변제어는, 상기 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결정상을 형성하기 위한 제2 온도를 사용자가 수동으로 설정하는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Or, according to one embodiment, the variable control of the second heating unit 230 in this step allows the user to manually set the second temperature for forming at least one crystal phase selected from among the four different crystal phases. It can be understood as a concept that includes doing.

단계 S150Step S150

도 2를 참조하면, 단계 S150에서, 상기 제1 스테이지(110)에서 상기 제1 히팅부(210)에 의하여 기화된 반도체 전구체(vp)를, 상기 제2 스테이지(130)에서 상기 제2 히팅부(230)에 의하여 용융된 금속 촉매(ct) 방향(D1)으로 운송하는 상기 운송 가스(미도시)를 공급될 수 있다.Referring to FIG. 2, in step S150, the semiconductor precursor (vp) vaporized by the first heating unit 210 in the first stage 110 is vaporized by the second heating unit in the second stage 130. The transport gas (not shown) transported in the molten metal catalyst (ct) direction (D1) may be supplied by (230).

한편 본 단계에서 상기 운송 가스(미도시)는, 상기 운송 가스 라인(310)을 통해 공급될 수 있다. Meanwhile, in this step, the transport gas (not shown) may be supplied through the transport gas line 310.

상기 운송 가스 라인(310) 및 상기 운송 가스에 관해서는 앞선 실시 예의 설명과 중복되는 바, 앞선 실시 예의 설명을 참고하기로 한다.Regarding the transport gas line 310 and the transport gas, since the description of the previous embodiment overlaps, the description of the previous embodiment will be referred to.

한편, 상술된 단계 S110 내지 단계 S150은 비록 순차적으로 설명되었지만, 상술된 순서에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상술된 단계 S110 내지 단계 S150은 동시 다발적으로 수행되거나, 필요에 따라 그 순서가 변경되어 수행될 수 있는 것이다. 예를 들어, 상술된 단계 S120은 단계 S110 보다 먼저 수행될 수도 있고, 다른 예를 들어, 상술된 단계 S130 및 단계 S140은 동시에 수행될 수도 있다.Meanwhile, although the above-described steps S110 to S150 are described sequentially, they are not limited to the above-described order. More specifically, the above-described steps S110 to S150 may be performed simultaneously or the order may be changed as needed. For example, step S120 described above may be performed before step S110, and for another example, step S130 and step S140 described above may be performed simultaneously.

이하, 본 발명의 실험 예가 설명된다.Below, an experimental example of the present invention is described.

본 발명 실험 예 1에 따른 단사정계 결정상을 포함하는 Comprising a monoclinic crystal phase according to Experimental Example 1 of the present invention 나노선(50M)의of nanowire (50M) 제조 manufacturing

상기 나노선 결정상 제조 장치(1000)의 제1 스테이지(110)에 상기 반도체 전구체(pr)로 80 mg의 황화갈륨(99%, Alfa Aesar에서 구매) 파우더를 배치하였다.80 mg of gallium sulfide (99%, purchased from Alfa Aesar) powder was placed as the semiconductor precursor (pr) on the first stage 110 of the nanowire crystal phase manufacturing apparatus 1000.

한편 상기 제2 스테이지(130)에는, 상기 금속 촉매(ct)로 5 nm 두께의 금 박막이 증착된 실리콘 기판을 배치하였다.Meanwhile, on the second stage 130, a silicon substrate on which a 5 nm thick gold thin film was deposited as the metal catalyst (ct) was placed.

한편, 이때 상기 제1 스테이지(110)와 상기 제2 스테이지(130)의 이격 거리는 18 cm였다.Meanwhile, at this time, the separation distance between the first stage 110 and the second stage 130 was 18 cm.

상기 제1 스테이지(110)의 상기 제1 온도가 950 ℃가 되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 제어하고, 상기 제2 스테이지(130)의 상기 제2 온도가 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하가 되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 제어하였다.The first heating unit 210 is controlled so that the first temperature of the first stage 110 is 950°C, and the second temperature of the second stage 130 is greater than 800°C and less than or equal to 850°C. The second heating unit 230 was controlled so that .

상기 운송 가스 공급 라인(310)을 통해 상기 운송 가스(미도시)로 아르곤 가스 500 sccm(standard cubic centimeter per minute)을 상기 제1 스테이지(110)에서 상기 제2 스테이지(130)를 향하는 방향(D1)으로 공급하였다. 500 sccm (standard cubic centimeter per minute) of argon gas is supplied as the transport gas (not shown) through the transport gas supply line 310 in a direction (D1) from the first stage 110 to the second stage 130. ) was supplied.

반응 시간 20 분 동안, 상기 제1 및 제2 스테이지(110. 130)를 상술된 제1 및 제2 온도로 형성하고 상기 운송 가스를 공급한 후에, 상온에서 냉각하여, 본 발명 실험 예 1에 따른 단사정계 결정상을 포함하는 나노선(50M)을 제조하였다. During a reaction time of 20 minutes, the first and second stages 110.130 were formed at the above-described first and second temperatures, supplied with the transport gas, and then cooled to room temperature, according to Experimental Example 1 of the present invention. A nanowire (50M) containing a monoclinic crystal phase was manufactured.

본 발명 실험 예 2에 따른 육방정계 결정상을 포함하는 Containing a hexagonal crystal phase according to Experimental Example 2 of the present invention 나노선(50H)의Nanowire (50H) 제조 manufacturing

상술된 본 발명의 실험 예 1에서, 상기 제1 스테이지(110)의 상기 제1 온도가 930 ℃가 되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 제어하고, 상기 제2 스테이지(130)의 상기 제2 온도가 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하가 되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 제어하고, 상기 반응 시간을 40 분으로 하여, 본 발명 실험 예 2에 따른 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50H)을 제조하였다. In Experimental Example 1 of the present invention described above, the first heating unit 210 is controlled so that the first temperature of the first stage 110 is 930° C., and the first temperature of the second stage 130 is controlled. 2 The second heating unit 230 is controlled so that the temperature is above 720°C and below 800°C, the reaction time is set to 40 minutes, and a nanowire containing a hexagonal crystal phase according to Experimental Example 2 of the present invention ( 50H) was prepared.

본 발명 실험 예 3에 따른 According to Experimental Example 3 of the present invention 우르차이트Urzeit 육방정계 결정상을 포함하는 Containing a hexagonal crystal phase 나노선(50W)의Nanowire (50W) 제조 manufacturing

상술된 본 발명의 실험 예 1에서, 상기 제1 스테이지(110)의 상기 제1 온도가 930 ℃가 되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 제어하고, 상기 제2 스테이지(130)의 상기 제2 온도가 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하가 되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 제어하고, 상기 반응 시간을 60 분으로 하여, 본 발명 실험 예 3에 따른 우르차이트 육방정계 결정상을 포함하는 나노선(50W)을 제조하였다. In Experimental Example 1 of the present invention described above, the first heating unit 210 is controlled so that the first temperature of the first stage 110 is 930° C., and the first temperature of the second stage 130 is controlled. 2 The second heating unit 230 is controlled so that the temperature is above 620°C and below 720°C, and the reaction time is set to 60 minutes, comprising the wurtzite hexagonal crystal phase according to Experimental Example 3 of the present invention. A nanowire (50W) was manufactured.

본 발명 실험 예 4에 따른 According to Experimental Example 4 of the present invention 입방정계cubic system 결정상을 포함하는 containing a crystalline phase 나노선(50C)의Nanowire (50C) 제조 manufacturing

상술된 본 발명의 실험 예 1에서, 상기 제1 스테이지(110)의 상기 제1 온도가 900 ℃가 되도록, 상기 제1 히팅부(210)를 제어하고, 상기 제2 스테이지(130)의 상기 제2 온도가 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하가 되도록, 상기 제2 히팅부(230)를 제어하고, 상기 반응 시간을 120 분으로 하여, 본 발명 실험 예 4에 따른 입방정계 결정상을 포함하는 나노선(50C)을 제조하였다. In Experimental Example 1 of the present invention described above, the first heating unit 210 is controlled so that the first temperature of the first stage 110 is 900° C., and the first temperature of the second stage 130 is controlled. 2 The second heating unit 230 is controlled so that the temperature is 580 ℃ or more and 620 ℃ or less, and the reaction time is 120 minutes, and the nanowire containing the cubic crystal phase according to Experimental Example 4 of the present invention ( 50C) was prepared.

상술된 본 발명의 실험 예 1 내지 4는 아래 <표 1>과 같이 정리될 수 있다. Experimental examples 1 to 4 of the present invention described above can be summarized as shown in <Table 1> below.

구성composition
제1 스테이지(110) 온도 (℃)
First stage 110 temperature (°C)
제2 스테이지(130) 온도 (℃)
Second stage 130 temperature (℃)
반응시간 (분)
Response time (minutes) 실험 예 1 단사정계(50M)Experimental Example 1 Monoclinic (50M) 950950 800 초과 내지 850 이하Above 800 and below 850 2020 실험 예 2 육방정계(50H)Experimental Example 2 Hexagonal System (50H) 930930 720 초과 내지 800 이하Above 720 and below 800 4040 실험 예 3 우르차이트 육방정계(50W)Experimental Example 3 Wurtzite Hexagonal System (50W) 930930 620 초과 내지 720 이하Above 620 but below 720 6060 실험 예 4 입방정계(50C)Experimental Example 4 Cubic system (50C) 900900 580 이상 내지 620 이하580 or higher to 620 or lower 120120

도 5 내지 도 14는 본 발명의 실험 예를 설명하기 위한 도면이다.5 to 14 are diagrams for explaining experimental examples of the present invention.

도 5 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1 내지 4에 따른 나노선(50M, 50H, 50W, 50C)을 분석하기 위해서, 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM, Hitachi S-4700), 포항 방사광 가속기(9B beam line of the Pohang Light Source (PLS), X-선 화절분석기(X-Ray Diffraction, XRD) 또는 Cu Kα radiation(λ = 1.54056 Å)를 사용하는 실험실용 XRD(Rigaku D/MAX-2500 V/PC), 투과전자 현미경(High-Resolution transmission microscopy, TEM, FEI TECNAI G2 200kV), 고전압 투과전자현미경(high-voltage transmission microscopy, HVEM, Jeol JEM ARM 1300S, 1.25 MV) 등의 장비를 이용하였다.5 to 14, in order to analyze the nanowires (50M, 50H, 50W, 50C) according to Experimental Examples 1 to 4 of the present invention, a scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-4700) was used. , laboratory XRD (Rigaku D/) using the Pohang synchrotron radiation accelerator (9B beam line of the Pohang Light Source (PLS), Equipment such as MAX-2500 V/PC), transmission electron microscope (High-Resolution transmission microscopy, TEM, FEI TECNAI G2 200kV), high-voltage transmission electron microscope (HVEM, Jeol JEM ARM 1300S, 1.25 MV), etc. was used.

도 5 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)의 SEM 이미지이다.Figures 5 (a), (b), and (c) are SEM images of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention, respectively.

도 5 (a), (b), (c)를 참조하면, 각각 실리콘 기판에 조밀하게 성장된 실험 예 1에 따른 단사정계 나노선(50M), 실험 예 2에 따른 육방정계 나노선(50H), 실험 예 3에 따른 우르차이트 육방정계 나노선(50W)을 관측할 수 있다.Referring to Figures 5 (a), (b), and (c), monoclinic nanowires (50M) according to Experimental Example 1 and hexagonal nanowires (50H) according to Experimental Example 2 were grown densely on a silicon substrate, respectively. , wurtzite hexagonal nanowires (50W) according to Experimental Example 3 can be observed.

또한, 상기 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)이 대량으로 형성되었음을 관측할 수 있다. In addition, it can be observed that nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 were formed in large quantities.

도 6 (a), (b), (c)는 본 발명의 실험 예 1 내지 4에 따른 나노선(50M, 50H, 50W, 50C)의 XRD 패턴이다. Figures 6 (a), (b), and (c) are XRD patterns of nanowires (50M, 50H, 50W, 50C) according to Experimental Examples 1 to 4 of the present invention.

도 6 (a)를 참조하면, VESTA 프로그램(http://jp-minerals.org /vesta/en/)을 사용하여, 상기 실험 예 1 내지 4에 따른 나노선(50M, 50H, 50W, 50C)의 XRD 패턴을 생성하였으며, 격자 상수는 실험 데이터로 조정하였다. Referring to Figure 6 (a), using the VESTA program (http://jp-minerals.org /vesta/en/), nanowires (50M, 50H, 50W, 50C) according to Experimental Examples 1 to 4 were obtained. An XRD pattern was generated, and the lattice constant was adjusted based on experimental data.

상기 실험 예 1 내지 4에 따른 나노선(50M, 50H, 50W, 50C)의 격자 상수는, 각각 (a= 11.130 Å, b= 6.406 Å), (a = 6.411 Å, c = 18.050 Å), (a = 3.702 Å, c = 6.017 Å), (a= 5.207 Å)로, 각각 단사정계, 육방정계, 우르차이트 육방정계, 입방정계에 해당됨을 알 수 있다.The lattice constants of the nanowires (50M, 50H, 50W, 50C) according to Experimental Examples 1 to 4 are (a = 11.130 Å, b = 6.406 Å), (a = 6.411 Å, c = 18.050 Å), ( a = 3.702 Å, c = 6.017 Å), (a = 5.207 Å), indicating that they correspond to the monoclinic system, hexagonal system, wurtzite hexagonal system, and cubic system, respectively.

또한, 도 6 (a)의 확대도인 도 6 (b), (c)를 참조하면, 29.4° 이상 내지 29.9° 이하와 53.3° 이상 내지 54.4° 이하의 피크를 Voigt 함수를 사용하여 분해 피팅 (fitting)한 결과, 각각 실험 예 1 내지 4에 따른 나노선이, 단사정계, 육방정계, 우르차이트 육방정계, 입방정계의 결정상을 가지는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to Figures 6 (b) and (c), which are enlarged views of Figure 6 (a), the peaks above 29.4° and below 29.9° and above 53.3° and below 54.4° are decomposed and fitted using the Voigt function ( As a result of fitting, it can be confirmed that the nanowires according to Experimental Examples 1 to 4 have crystal phases of monoclinic phase, hexagonal phase, wurtzite hexagonal phase, and cubic phase.

도 7 (a), (b), (c), (d), (e)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 나노선(50M)에 대하여, [010]M과 [130]M의 정대축(zone axis)에서 측정한 HRTEM(High-voltage transmission microscopy) 이미지와 전자회절(Selected Area Electron Diffraction, SAED)패턴이다. Figure 7 (a), (b), (c), (d), and (e) show the positive axes of [010] M and [130] M for the nanowire (50M) according to Experimental Example 1 of the present invention. These are high-voltage transmission microscopy (HRTEM) images and Selected Area Electron Diffraction (SAED) patterns measured at the (zone axis).

도 7 (a), (b), (c), (d), (e)를 통해, 본 발명의 실험 예 1에 따른 나노선(50M)이 단사정계의 결정상을 가지는 것을 알 수 있다. 7 (a), (b), (c), (d), and (e), it can be seen that the nanowire (50M) according to Experimental Example 1 of the present invention has a monoclinic crystal phase.

도 8 (a), (b), (c), (d), (e)는 본 발명의 실험 예 2에 따른 나노선(50H)에 대하여, [010]M과 [130]M의 정대축에서 측정한 HRTEM 이미지와 전자회절 패턴이다.8 (a), (b), (c), (d), and (e) show the positive axes of [010] M and [130] M for the nanowire (50H) according to Experimental Example 2 of the present invention. This is the HRTEM image and electron diffraction pattern measured in .

도 8 (c), (d)의 전자회절 패턴을 통해, 도 7 (c), (d)의 전자회절 패턴 중 [010]M과 [130]M 정대축을 가지는 [1210]H=[0110]W와 [0110]H=[1210]W에서 특이한 superlattice 구조를 관측할 수 있다.Through the electron diffraction patterns of Figures 8 (c) and (d), [1210] H = [0110] with [010] M and [130] M positive axes among the electron diffraction patterns of Figures 7 (c) and (d). A unique superlattice structure can be observed in W and [0110] H = [1210] W.

한편, 상기 superlattice 구조에서 주기가 1.8 nm로 육방정계 결정상의 c 축 값과 동일한 값을 가지며, {001}M 축 방향에 6 개의 사이점이 들어오는 것을 통해, 도 7에 도시된 단사정계 나노선과의 차이를 구분할 수 있다.Meanwhile, in the superlattice structure, the period is 1.8 nm, which is the same as the c-axis value of the hexagonal crystal phase, and there are six intermediate points in the {001} M- axis direction, which is the difference from the monoclinic nanowire shown in FIG. can be distinguished.

이에 따라, 도 8 (a), (b), (c), (d), (e)를 통해, 본 발명의 실험 예 2에 따른 나노선(50H)이 육방정계의 결정상을 가지는 것을 알 수 있다.Accordingly, through Figures 8 (a), (b), (c), (d), and (e), it can be seen that the nanowire (50H) according to Experimental Example 2 of the present invention has a hexagonal crystal phase. there is.

도 9 (a), (b)는 도 8 (b)에 표시된 네모 영역(c 영역)에 대한, HRTEM 이미지, 프리에 함수 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 이미지 패턴, 및 원자배열을 모식도 이다. Figures 9 (a) and (b) are schematic diagrams of the HRTEM image, Fast Fourier Transform (FFT) image pattern, and atomic arrangement for the square area (area c) shown in Figure 8 (b).

도 9 (a), (b)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 2에 따른 나노선(50H)의 중심부는 육방정계(50H1, 50H2) 결정상으로 이루어 졌으며, 상기 중심부를 둘러싸는 외부는 우르차이트 육방정계(50W) 결정상으로 이루어진 것을 알 수 있다. Referring to Figures 9 (a) and (b), the center of the nanowire (50H) according to Experimental Example 2 of the present invention is made of a hexagonal (50H1, 50H2) crystal phase, and the outside surrounding the center is Urchai. It can be seen that it is made of a hexagonal (50W) crystal phase.

한편 도 9 (a)를 참조하면, 육방정계 결정상은, 입방정계(50C) 결정상의 단위 셀이 적층된 구조로 이루어지기 때문에, 원자 적층 순서(stacking sequence)가 다른 두 결정 구조를 포함하는 것을 관측할 수 있으며, 각각 Hexagonal-1(50H1)과 Hexagonal-2(50H2)로 구분하였다.Meanwhile, referring to FIG. 9 (a), since the hexagonal crystal phase consists of a structure in which unit cells of the cubic (50C) crystal phase are stacked, it is observed that it includes two crystal structures with different atomic stacking sequences. It can be done, and they are divided into Hexagonal-1 (50H1) and Hexagonal-2 (50H2).

도 10 (a), (b)는 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 HRTEM 이미지와 전자회절 패턴이다.Figures 10 (a) and (b) are HRTEM images and electron diffraction patterns of nanowires (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention.

도 10 (a), (b)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 결정상은, 우르차이트 육방정계(50W)가 주상이며, 육방정계(50H)를 소량 포함하는 것을 관측할 수 있다. Referring to Figures 10 (a) and (b), the crystal phase of the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention has the wurtzite hexagonal system (50W) as the main phase and includes a small amount of the hexagonal system (50H). You can observe what is happening.

한편, 도 10 (a), (b)를 통해, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)에서 상기와 같은 우르차이트 육방정(50W)계 결정상과, 육방정계(50H) 결정상은 성장 방향이 다른 것을 알 수 있다. Meanwhile, through Figures 10 (a) and (b), in the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention, the wurtzite hexagonal (50W) crystal phase and the hexagonal (50H) crystal phase are You can see that the growth direction is different.

도 11 (a), (b), (c), (d)는 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 HRTEM 이미지와 전자회절 패턴이다.Figures 11 (a), (b), (c), and (d) are HRTEM images and electron diffraction patterns of nanowires (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention.

도 11 (a), (b), (c), (d)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 결정상은, 우르차이트 육방정계(50W)가 주상이며, 육방정계(50H)를 소량 포함하는 것을 관측할 수 있다.Referring to Figures 11 (a), (b), (c), and (d), the crystal phase of the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention is wurtzite hexagonal system (50W) as the main phase, It can be observed that it contains a small amount of hexagonal crystal (50H).

도 12 (a), (b), (c), (d), (e), (f)는 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 HRTEM 이미지와 전자회절 패턴이다.Figures 12 (a), (b), (c), (d), (e), and (f) are HRTEM images and electron diffraction patterns of nanowires (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention.

도 12 (a), (b), (c)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 결정상은, 우르차이트 육방정계(50W)가 주상이며, 입방정계(50C)를 소량 포함하는 것을 관측할 수 있다. Referring to Figures 12 (a), (b), and (c), the crystal phase of the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention is wurtzite hexagonal system (50W) as the main phase, and cubic system (50C). ) can be observed to contain a small amount.

한편, 도 12 (d), (e), (f)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)의 결정상에서 상기와 같은 입방정계(50C)의 존재를 [2110]W=[110]C 정대축을 통해 관측할 수 있다.Meanwhile, referring to Figures 12 (d), (e), and (f), the presence of the cubic system (50C) as described above in the crystal phase of the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention is [2110] W. =[110] C Can be observed through the positive axis.

도 13 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극에 대한 전기적 특성 및 SEM 이미지이다.Figures 13 (a), (b), and (c) show electrical characteristics and SEM images of electrodes made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention, respectively.

상기 본 발명의 실시 예에 따른 전극은, 전자리소그래피를 사용하여 2 마이크로 미터 간격으로 제조하였다. The electrode according to the embodiment of the present invention was manufactured at intervals of 2 micrometers using electrolithography.

도 13 (a), (b), (c)에 도시된, 전류(Ids)-전압(Vds) 곡선은, 325 nm 레이저 광원의 세기에 따라 측정된 데이터이다.The current (I ds )-voltage (V ds ) curve shown in Figures 13 (a), (b), and (c) is data measured according to the intensity of a 325 nm laser light source.

도 13 (a), (b)에 도시된, 전류(Ids)-전압(Vds) 곡선을 참조하면, 본 발명의 실험 예 1 및 2에 따른 나노선(50M, 50H)은 동일한 광 세기에서 유사한 광 전류 특성을 보이는 것을 알 수 있다. Referring to the current (I ds )-voltage (V ds ) curve shown in Figures 13 (a) and (b), the nanowires (50M, 50H) according to Experimental Examples 1 and 2 of the present invention have the same light intensity. It can be seen that similar photocurrent characteristics are shown.

한편, 도 13 (c)에 도시된, 전류(Ids)-전압(Vds) 곡선을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따른 나노선(50W)은 동일한 광 세기에서 상술된 본 발명의 실험 예 1 및 2 보다 상대적으로 낮은 광 전류 특성을 보이는 것을 알 수 있다. Meanwhile, referring to the current (Ids)-voltage (Vds) curve shown in Figure 13 (c), the nanowire (50W) according to Experimental Example 3 of the present invention is similar to the experimental example of the present invention described above at the same light intensity. It can be seen that it shows relatively lower photocurrent characteristics than 1 and 2.

도 14 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극에 대한 광 전류 특성을 나타낸 그래프이다.Figures 14 (a), (b), and (c) are graphs showing the photocurrent characteristics of electrodes made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention, respectively.

도 14는 (a)는 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극의 전력 밀도(power density)에 따른 광 전류(Ip) 특성을 로그 함수로 나타낸 그래프이다.Figure 14 (a) shows the photocurrent (I p ) characteristics according to the power density of the electrode made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention as a logarithmic function. This is the graph shown.

도 14는 (a)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극은, 전력 밀도가 증가함에 따라 선형적인 1차 지수함수를 나타내는 것을 알 수 있다. Referring to Figure 14 (a), the electrode made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention shows a linear first-order exponential function as the power density increases. Able to know.

한편, 도 14 (b), (c)는 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극의 광원 on/off에 따른 광 전류의 감응속도 및 지속성을 나타낸 그래프이다. Meanwhile, Figures 14 (b) and (c) show the response speed and persistence of photo current according to the light source on/off of the electrode made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention. This is the graph shown.

도 14 (b), (c)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1 내지 3에 따른 나노선(50M, 50H, 50W)으로 제조된 전극은, 모두 빠른 광 전류 감응속도 및 우수한 지속성을 가짐이 입증될 수 있다. Referring to Figures 14 (b) and (c), the electrodes made of nanowires (50M, 50H, 50W) according to Experimental Examples 1 to 3 of the present invention all have fast photocurrent response speed and excellent sustainability. It can be proven.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 장치 바디
50: 나노선
110: 제1 스테이지
130: 제2 스테이지
210: 제1 히팅부
230: 제2 히팅부
310: 운송 가스 라인
400: 제어부
1000: 나노선 결정상 제조 장치10: device body
50: nanowire
110: Stage 1
130: Second stage
210: first heating unit
230: Second heating unit
310: Transport gas line
400: Control unit
1000: Nanowire crystal phase manufacturing device

Claims (11)

반도체 전구체가 배치되는, 제1 스테이지;
상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는, 제1 히팅부;
금속 촉매가 배치되는, 제2 스테이지;
상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는, 제2 히팅부;
상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는, 운송 가스 라인; 및
상기 제2 스테이지의 제2 온도가 가변되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부를 가변제어하는, 나노선 결정상 제조 장치.
A first stage where a semiconductor precursor is placed;
a first heating unit configured to set a first temperature of the first stage such that the semiconductor precursor of the first stage is vaporized;
a second stage where a metal catalyst is placed;
a second heating unit that sets a second temperature of the second stage so that the metal catalyst of the second stage melts;
a transport gas line that supplies transport gas to transport the semiconductor precursor vaporized by the first heating unit in the first stage toward the metal catalyst molten by the second heating unit in the second stage; and
A control unit that variably controls the second heating unit so that the second temperature of the second stage is varied,
The control unit,
A nanowire crystal phase manufacturing apparatus that variably controls the second heating unit so that a nanowire containing at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor.
 제1 항에 있어서,
상기 서로 다른 4 개의 결정상은,
단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic)인, 나노선 결정상 제조 장치.
According to claim 1,
The four different crystal phases are,
Monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic nanowire crystal phase manufacturing device.
 제2 항에 있어서,
상기 제2 온도는,
상기 결정상이 단사정계인 경우, 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 육방정계인 경우, 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 우르차이트 육방정계인 경우, 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 입방정계인 경우, 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하인, 나노선 결정상 제조 장치.
According to clause 2,
The second temperature is,
When the crystal phase is monoclinic, the temperature is above 800°C and below 850°C,
When the crystal phase is hexagonal, the temperature is above 720°C and below 800°C,
When the crystal phase is wurtzite hexagonal, the temperature is above 620°C and below 720°C,
When the crystal phase is cubic, the temperature is 580°C or higher and 620°C or lower.
 제1 항에 있어서,
상기 제1 온도는, 상기 제2 온도 보다 높은, 나노선 결정상 제조 장치.
According to claim 1,
The first temperature is higher than the second temperature.
 제4 항에 있어서,
상기 제1 온도는,
900 ℃ 이상 내지 950 ℃ 이하인, 나노선 결정상 제조 장치.
According to clause 4,
The first temperature is,
A nanowire crystal phase production device having a temperature of 900°C or higher and 950°C or lower.
 제1 항에 있어서,
주기율표 상에서,
상기 반도체 전구체의 반도체는, Ⅲ-Ⅵ족에 속하고,
상기 금속 촉매의 금속은, 11족에 속하며,
상기 운송 가스는, 18족에 속하는, 나노선 결정상 제조 장치.
According to claim 1,
On the periodic table,
The semiconductor of the semiconductor precursor belongs to group III-VI,
The metal of the metal catalyst belongs to group 11,
The transport gas belongs to group 18, a nanowire crystal phase manufacturing device.
 제1 스테이지에 반도체 전구체를 배치하는 단계;
제2 스테이지에 금속 촉매를 배치하는 단계;
상기 제1 스테이지의 반도체 전구체가 기화되도록, 제1 히팅부를 통해 상기 제1 스테이지의 제1 온도를 형성하는 단계;
상기 제2 스테이지의 금속 촉매가 용융되도록, 제2 히팅부를 통해 상기 제2 스테이지의 제2 온도를 형성하는 단계; 및
상기 제1 스테이지에서 상기 제1 히팅부에 의하여 기화된 반도체 전구체를, 상기 제2 스테이지에서 상기 제2 히팅부에 의하여 용융된 금속 촉매 방향으로 운송하는 운송 가스를 공급하는 단계;를 포함하되,
상기 제2 온도를 형성하는 단계는,
상기 반도체 전구체로부터, 서로 다른 4 개의 결정상 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 나노선이 형성되도록, 상기 제2 히팅부가 가변제어되는 것을 포함하는, 나노선 결정상 제조 방법.
Placing a semiconductor precursor on a first stage;
disposing a metal catalyst in a second stage;
forming a first temperature of the first stage through a first heating unit so that the semiconductor precursor of the first stage is vaporized;
forming a second temperature of the second stage through a second heating unit so that the metal catalyst of the second stage is melted; and
Supplying a transport gas to transport the semiconductor precursor vaporized by the first heating unit in the first stage toward the metal catalyst molten by the second heating unit in the second stage,
The step of forming the second temperature is,
A nanowire crystal phase manufacturing method comprising variably controlling the second heating unit so that a nanowire including at least one of four different crystal phases is formed from the semiconductor precursor.
 제7 항에 있어서,
상기 제2 온도를 형성하는 단계에서, 상기 서로 다른 4 개의 결정상은,
단사정계(Monoclinic), 육방정계(Hexagonal), 우르차이트 육방정계(Wurtzite), 및 입방정계(Cubic)인, 나노선 결정상 제조 방법.
According to clause 7,
In the step of forming the second temperature, the four different crystal phases are,
Method for producing monoclinic, hexagonal, wurtzite, and cubic nanowire crystal phases.
 제8 항에 있어서,
상기 제2 온도는,
상기 결정상이 단사정계인 경우, 800 ℃ 초과 내지 850 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 육방정계인 경우, 720 ℃ 초과 내지 800 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 우르차이트 육방정계인 경우, 620 ℃ 초과 내지 720 ℃ 이하이고,
상기 결정상이 입방정계인 경우, 580 ℃ 이상 내지 620 ℃ 이하인, 나노선 결정상 제조 방법.
According to clause 8,
The second temperature is,
When the crystal phase is monoclinic, the temperature is above 800°C and below 850°C,
When the crystal phase is hexagonal, the temperature is above 720°C and below 800°C,
When the crystal phase is wurtzite hexagonal, the temperature is above 620°C and below 720°C,
When the crystal phase is cubic, the temperature is 580°C or higher and 620°C or lower.
 제7 항에 있어서,
상기 제1 온도를 형성하는 단계의 제1 온도는,
상기 제2 온도를 형성하는 단계의 제2 온도 보다 높은, 나노선 결정상 제조 방법.
According to clause 7,
The first temperature in the step of forming the first temperature is,
A method for manufacturing a nanowire crystal phase, wherein the second temperature is higher than the second temperature in the forming step.
 제10 항에 있어서,
상기 제1 온도는,
900 ℃ 이상 내지 950 ℃ 이하인, 나노선 결정상 제조 방법.According to claim 10,
The first temperature is,
A method for producing a nanowire crystal phase, where the temperature is 900°C or higher and 950°C or lower.
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