KR20060021749A - 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의제조방법 - Google Patents

레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의제조방법 Download PDF

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KR20060021749A
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Abstract

레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 내부에 방전공간을 마련하는 반응챔버, 상기 반응챔버의 내부에 위치하는 것으로 타겟이 장착되는 서셉터, 레이저빔으로 상기 타겟을 스퍼터링하여 상기 방전공간 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으키는 레이저 발생부 및 상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당기는 고전압 발생부를 구비하는 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법이 제공된다.

Description

레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법{Laser ablation apparatus and fabrication method of nanoparticle using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노입자들이 증착된 기판의 평면부 SEM 사진이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10:반응챔버 12:서셉터
14:타겟 20:방전공간
30:레이저 발생부 40:고전압 발생부
42:전도체 50:진공펌프
60:이송가스 공급장치 61:가스인입구
70:열처리장치 80:나노입자
본 발명은 나노입자의 생성과 동시에 입자크기 분포를 용이하게 제어하며, 균일한 크기의 나노입자를 제조할 수 있는 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법에 관한 것이다.
나노입자를 제조하는 대표적인 방법으로 열분해법, 레이저 어블레이션법 등이 있다.
열분해법은 전구체를 이용하여 나노입자를 제조하는 방법이다. 상기 전구체는 반응기에서 열분해되고, 열분해된 전구체가 나노입자로 성장하게 된다. 이 방법은 비교적 간단하고 나노입자의 크기가 용이하게 제어될 수 있다. 그러나, 나노입자의 크기가 전구체의 농도에 따라 결정되기 때문에, 작은 크기의 나노입자를 제조하기 위해서는 전구체의 농도가 낮아야 한다. 이와 같은 방법에서는, 전구체의 농도가 낮기 때문에 한번의 제조공정에서 생산되는 나노입자의 양이 적다.
한편, 레이저 어블레이션법은 벌크타겟 또는 에어로졸 파우더 형태의 타겟을 레이저빔으로 스퍼터링하여, 상기 타겟물질로부터 나노입자를 얻어낸다. 이 방법은 레이저 스퍼터링에서부터 나노입자의 생성까지의 과정이 수 나노초(nano second) 동안에 이루어지기 때문에 제조되는 나노입자의 크기를 제어하는 것이 어렵다. 따라서, 제조되는 나노입자의 크기가 불균일하며, 입자의 크기분포 편차가 크다. 이와 같은 방법에서는, 제조된 나노입자들이 균일한 입자크기 분포를 가지도록하는 후속공정이 필요하다. 따라서, 나노입자의 제조공정이 복잡해진다. 또한, 상기 후속공정에서 입자들의 선별이 어려울 뿐만 아니라, 제조된 입자들 중에서 선별되는 입자들의 양이 매우 작기 때문에 생산수율이 낮아질 수 있다.
미국 특허 US 5585020는 실리콘 파우더 에어로졸(Si powder aerosol)을 레이저로 조사하여 나노입자를 제조하는 방법을 개시한다.
상기 개시된 제조방법에 의할 경우, 제조된 나노입자들의 크기는 여전히 불균일하며, 입자들의 크기분포가 매우 넓다는 문제점이 있다.
또한, 미국 특허 6230572는 입자의 크기에 따른 전기 이동도(electrical mobility) 차이에 따라 나노입자를 분리하여, 이미 제조된 나노입자의 크기분포를 감소시키는 장치를 개시한다.
상기 개시된 장치에 의할 경우, 제조된 나노입자의 크기분포를 감소시킬수 있으나, 제조된 입자들 중에서 선별되는 입자들의 양이 매우 작기 때문에 생산수율이 낮다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 나노입자의 생성과 동시에 입자크기 분포를 용이하게 제어하며, 균일한 크기의 나노입자를 제조할 수 있는 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따르면,
내부에 방전공간을 마련하는 반응챔버;
상기 반응챔버의 내부에 위치하는 것으로 타겟이 장착되는 서셉터;
레이저빔으로 상기 타겟을 스퍼터링하여 상기 방전공간 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으키는 레이저 발생부; 및
상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당기는 고전압 발생부;를 구비하는 레이저 어블레이션 장치가 제공된다.
상기 고전압 발생부는 상기 플라즈마 방전에 노출되는 전도체를 구비하며, 상기 전도체를 통하여 상기 음전하를 끌어당길 수 있다. 여기에서, 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위에 있다. 바람직하게, 상기 전도체의 표면에 절연막이 형성되어 있다. 또한, 상기 레이저빔의 에너지 밀도는 0.1 내지 10 J/cm2 이다. 바람직하게, 상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 양전하간의 반응을 억제시키는 비활성 가스가 공급될 수 있다.
상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버 내를 저압상태로 유지시키는 진공펌프를 더 구비하며, 상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조된 입자들의 특성을 분석하는 분석장치를 더 구비한다.
또한, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조되는 입자들을 상기 반응챔버 외부로 이송하는 이송가스를 제공하는 이송가스 공급장치를 더 구비할 수 있다. 상기 이송가스 공급장치는 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 이송가스를 공급한다.
바람직하게, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조된 입자들을 열처리하는 열처리장치를 더 구비할 수 있다. 상기 열처리는 산소, 오존, 수증기, 암모니아 또는 수소 분위기에서 수행된다.
바람직하게, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 열처리장치에 연결되는 것으로 상기 열처리된 입자들의 특성을 분석하는 분석장치를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면,
방전공간을 마련하는 반응챔버의 내부에 타겟을 마련하는 단계;
레이저빔으로 상기 타겟을 스퍼터링하여 상기 방전공간 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으키는 단계; 및
상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당기는 단계;를 포함하는 나노입자의 제조방법이 제공된다.
상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 전도체가 마련되어, 상기 전도체에 양의 바이어스 전압이 인가되며, 상기 전도체가 상기 음전하를 끌어당긴다. 상기 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위에 있으며, 상기 레이저빔의 에너지 밀도는 0.1 내지 10 J/cm2 이다. 바람직하게, 상기 전도체의 표면에 절연막이 형성되어 있다. 또한, 상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내부가 저압상태로 유지된다. 또한, 상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 양전하간의 반응을 억제시키는 비활성 가스가 공급될 수 있다.
상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 반응챔버에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 상기 반응챔버 외부로 이송하는 이송가스가 공급될 수 있다.
바람직하게, 상기 나노입자의 제조방법은 상기 반응챔버에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 열처리는 산소, 오존, 수증기, 암모니아 또는 수소 분위기에서 수행된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치는 반응챔버(10), 레이저 발생부(30), 고전압 발생부(40) 및 진공펌프(50)를 구비한다.
상기 반응챔버(10)의 내부에는 타겟(14)이 장착된 서셉터(12)가 위치하며, 상기 서셉터(12)에 대응하여 레이저 발생부(30)가 위치한다. 상기 서셉터(12)와 레이저 발생부(30) 사이에 플라즈마 방전이 형성된다. 상기 반응챔버(10)의 일측에 장착된 상기 고전압 발생부(40)(High Voltage(HV) generator)는 상기 플라즈마 방전에 노출되는 전도체(42)를 구비한다. 또한 상기 반응챔버(10)에 진공펌프(50)가 연결되어 있으며, 상기 반응챔버(10)의 일측에 가스인입구(61)가 마련되어 있다.
상기 타겟(14)은 나노입자로 만들고자 하는 물질로서, 벌크(bulk) 또는 파우더(powder) 등의 형태로 존재하는 대부분의 고체물질이 될 수 있다. 예를 들어, 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등과 같은 금속재료 뿐만 아니라, 산화마그네슘(MgO, 산 화칼슘(CaO) 등과 같은 산화물질 등이 타겟(14)의 물질이 될 수 있으며, 그 이외에도 가능한 많은 고체물질이 있다.
상기 반응챔버(10)는 그 내부에 방전공간(20)을 마련하며, 상기 반응챔버(10)의 내부는 상기 진공펌프(50), 예를 들어 로터리 펌프(Rotary Pump)에 의해 3 내지 10 torr 정도의 저압상태로 유지된다.
상기 레이저 발생부(30)는 레이저빔으로 상기 서셉터(12)에 장착된 타겟(14)을 스퍼터링 하여, 상기 방전공간(20) 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으킨다. 상기 서셉터(12)는 중심축에서 8 내지 10rpm으로 회전될 수 있다.
상기 고전압 발생부(40)는 상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여, 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당긴다. 예를 들어, 상기 고전압 발생부(40)는 상기 플라즈마 방전에 노출되는 전도체(42)를 구비하며, 상기 전도체(42)를 통하여 상기 음전하를 끌어당긴다. 여기에서, 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위이다. 바람직하게, 상기 전도체(42)는 그 표면에 절연막(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 절연막(미도시)은 방전공간(20) 내에서 플라즈마 방전에 의한 상기 전도체(42)의 표면손상을 막아준다. 이러한 절연막은 테프론, 산화물질 기타 절연물질 등에 의해 형성될 수 있다.
상기 플라즈마 방전시 상기 전도체(42)에 양의 바이어스 전압이 인가되면, 상기 방전공간(20)내에 있는 다수의 음전하들이 상기 전도체(42)에 끌려간다. 따라 서, 상기 방전공간(20) 내에 다수의 양전하들이 남아있게 되며, 양전하들 사이의 반발(repulsion)로 인해 나노입자의 성장이 억제되어, 나노입자의 생성과 동시에 나노입자의 크기가 제어될 수 있다. 따라서, 상기 양의 바이어스 전압의 인가로 인하여, 미세하고 균일한 나노입자가 제조될 수 있으며, 입자들의 크기 분포편차가 작아질 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 어블레이션 장치에 의하면 나노입자의 생성과 동시에 입자크기 분포가 용이하게 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 레이저 어블레이션 장치에 의해 제조되는 입자들은 균일한 크기를 가지며, 입자들의 사이즈 분포 편차가 작다.
따라서, 종래와 같이 나노입자의 제조공정 후에 제조된 입자들의 사이즈 분포 편차를 작게 하는 별도의 후속공정을 필요로 하지 않으며, 하나의 공정에서 미세하고 균일한 크기분포를 가지는 나노입자가 제조된다.
이하에서는 도 1을 참조하여, 도 1의 레이저 어블레이션 장치를 이용한 나노입자의 제조방법을 상세히 설명한다.
먼저, 방전공간을 마련하는 상기 반응챔버(10)의 내부에 나노입자로 만들고자하는 타겟(14)이 서셉터(12) 위에 준비된다. 다음에는 상기 반응챔버(10) 내에 비활성가스, 예를 들어 Ar 가스가 상기 가스인입구(61)을 통해 0.5 내지 1 L/min의 유량으로 주입된다. 상기 반응챔버(10) 내부는 상기 진공펌프(50)에 의해 3 내지 10 torr 정도의 저압상태로 유지된다.
상기 레이저 발생부(30)에서 발생되는 레이저빔에 의해 상기 타겟(14)이 스 퍼터링되어, 상기 방전공간(20) 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전이 형성된다. 상기 타겟이 Si으로 준비될 경우, 양전하로서 Si1+, Si2+, Si3+ , Si4+ 등이 발생하며, 음전하로서 전자(electron)가 발생한다. 플라즈마 방전시, 상기 방전공간(20) 내에 다수의 양전하와 음전하가 발생하게 되며, 상기 방전공간(20) 내에서 복잡한 전기적 반응이 일어나게 된다. 여기에서 레이저빔의 에너지 밀도는 0.1 내지 10 J/cm2 이며, 바람직하게는 2 내지 4 J/cm2 이다. 여기에서, 상기 레이저는 타겟(14)을 스퍼터링 할 수 있는 공지된 레이저, 예를 들어 248nm KrF 엑시머 레이저(excimer laser)이다.
나노입자가 제조되는 원리를 살펴보면, 상기 레이저 스퍼터링에 의해 타겟(14)으로부터 양전하들이 다수 발생하게 되며, 이러한 양전하들이 서로 충돌하면서 결합하여, 하나의 나노입자로 성장한다. 이 경우 충돌횟수가 많아질수록, 더 큰사이즈를 가지는 나노입자로 성장한다. 그러나, 레이저 스퍼터링으로부터 나노입자 생성까지의 과정이 수 나노초(nano second) 동안에 일어나기 때문에, 나노입자의 크기를 제어하는 것이 어렵다. 따라서, 종래에는 상술한 바와 같은 방법으로 제조된 나노입자의 크기 분포편차를 줄이는 공정을 별도로 수행하여, 나노입자의 크기분포를 균일하게 하였다.
본 발명에 따르면, 상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압이 인가되어 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당긴다. 예를 들어, 상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 전도체(42)가 마련되어, 상기 전도체(42)에 고전압 발생부(40)에 의해 양의 바이어스 전압이 인가되면, 상기 전도체가 상기 음전하를 끌어당길 수 있다. 상기 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위이다.
상기 플라즈마 방전시 상기 전도체(42)에 양의 바이어스 전압이 인가되면, 상기 방전공간(20)내에 있는 다수의 음전하들이 상기 전도체(42)에 끌려간다. 따라서, 상기 방전공간(20) 내에 다수의 양전하들이 남아있게 되며, 양전하들 사이의 반발(repulsion)로 인해 나노입자의 성장이 억제되어, 나노입자의 생성과 동시에 나노입자의 크기가 제어될 수 있다. 따라서, 상기 양의 바이어스 전압이 상기 플라즈마 방전에 노출되는 전도체(42)에 인가됨으로써, 미세하고 균일한 나노입자가 제조될 수 있으며, 입자들의 크기 분포편차가 작아질 수 있다. 바람직하게, 상기 전도체(42)는 그 표면에 절연막(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 절연막(미도시)은 방전공간(20) 내에서 플라즈마 방전에 의한 상기 전도체(42)의 표면손상을 막아준다. 이러한 절연막은 테프론, 산화물질 기타 절연물질 등에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 반응챔버(10) 내에 주입되는 비활성 가스, 예를 들어 Ar 가스는 플라즈마 방전시, 양전하들의 충돌을 억제시킬 수 있다. 즉, 상기 비활성 가스는 양전하들의 충돌을 억제시킴으로써, 나노입자의 성장을 방해할 수 있다.
상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버(10) 내에 상기 반응챔버(10)에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 상기 반응챔버(10)의 외부로 이송하는 이송가스가 공급될 수 있으며, 이러한 이송가스는 비활성 가스, 예를 들어 Ar 또는 He인 것이 바람직하다. 상기 이송가스로 비활성 가스가 준비될 경우, 상기 이송가스는 입자들 의 이송 이외에 상술한 바와 같이 플라즈마 방전시 나노입자의 성장을 억제시키는 기능도 함께 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 제조방법에 의하여 제조된 나노입자들은 1 내지 20nm 의 크기를 가지며, 또한 균일한 크기분포를 가진다.
상기 나노입자의 제조방법에 있어서, 상기 반응챔버(10)에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 열처리는 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 암모니아(NH3) 또는 수소(H 2) 분위기에서 수행되며, 상기 열처리에 의해 입자들(80)의 표면에 산화막, 질화막 또는 수소막 등이 형성된다. 여기에서, 열처리온도는 1050℃인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 어블레이션 장치의 개략적인 단면도이다. 도 1의 실시예와 다른 부분에 대해서만 설명한다. 또한 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용한다.
도 2를 참조하면, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 반응챔버(10)에 연결되는 것으로 상기 반응챔버(10)에서 제조되는 입자들을 상기 반응챔버(10)의 외부, 예를 들어 열처리장치(70)로 이송하는 이송가스를 제공하는 이송가스 공급장치(60)를 더 구비한다. 상기 이송가스는 비활성 가스, 예를 들어 Ar 또는 He 가스인 것이 바람직하다. 상기 이송가스가 비활성 가스로 준비될 경우, 상기 이송가스가 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에서 제조된 입자들을 이송하는 기능이외에 상기 양전하간의 반응을 억제시키는 기능도 할 수 있다.
또한, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 반응챔버(10)에 연결되는 것으로 상기 반응챔버(10)에서 제조된 입자들(80)을 열처리하는 열처리장치(70)를 더 구비한다. 상기 열처리장치(70)에는 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 암모니아(NH 3) 또는 수소(H2) 가스가 공급된다. 따라서, 상기 열처리는 산소, 오존, 수증기, 암모니아 또는 수소 분위기에서 수행되며, 상기 열처리에 의해 입자들(80)의 표면에 산화막, 질화막 또는 수소막 등이 형성된다. 여기에서, 열처리온도는 1050℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 레이저 어블레이션 장치는 상기 열처리장치(70)에 연결되는 것으로 상기 열처리된 입자들(80)의 특성, 예를 들어 입자크기 또는 입자성분을 분석하는 분석장치(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이와 같은 분석장치(미도시)는 상기 반응챔버(10)에 직접 연결되어, 상기 반응챔버(10)에서 제조된 입자들의 특성을 분석할 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 각각 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노입자들이 증착된 기판의 평면부 SEM 사진이다.
도 3a는 각각 반응챔버 내부의 압력이 3 torr, 반응챔버에 주입되는 Ar 가스의 유량이 0.5 L/min, 열처리시 열처리장치에 주입되는 산소(O2)의 유량이 0.5 L/min, 레이저빔의 밀도가 2.4 J/cm2 , 열처리온도가 1050℃ 의 조건에서 나노입자가 제조되었다.
도 3b에서는 도 3a와 동일한 조건에, 고전압 발생부에 의해 플라즈마 방전시 양의 바이어스 전압이 200V로 인가되어 나노입자가 제조되었다.
도 3a와 도 3b를 함께 참조하면, 양의 바이어스 전압이 인가되어 제조된 나노입자들의 크기가 균일한 것을 알 수 있다. 도 3a 및 도 3b 각각에서 Geo. St. dev(Geometric Standard Deviation)의 값이 1.52 및 1.34 으로 얻어졌다.
본 발명에 따른 레이저 어블레이션 장치 및 이를 이용한 나노입자의 제조방법에 의하면 나노입자의 생성과 동시에 입자크기 분포가 용이하게 제어될 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조되는 입자들은 균일한 크기를 가지며, 입자들의 사이즈 분포 편차가 작다.
따라서, 종래와 같이 나노입자의 제조공정 후에 제조된 입자들의 사이즈 분포 편차를 작게 하는 별도의 후속공정을 필요로 하지 않으며, 하나의 공정에서 미세하고 균일한 크기분포를 가지는 나노입자가 제조된다. 즉, 생산공정이 단순화된다.
또한, 생산공정이 단순화됨에 따라 나노입자의 제조비용이 줄어들고, 생산수율이 향상된다.
이러한 본 발명은 나노입자(nanoparticle) 제조방법에 관한 것으로, MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 등과 같은 전기소자의 내부 전극재료, 컨덕터 재료, 나노크리스탈(nano crystal) 메모리 소자 또는 나노크리스탈 EL(Electroluminescence) 소자 등의 제조에 적용될 수 있으며, 그 응용분야가 크다.
이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (24)

  1. 내부에 방전공간을 마련하는 반응챔버;
    상기 반응챔버의 내부에 위치하는 것으로 타겟이 장착되는 서셉터;
    레이저빔으로 상기 타겟을 스퍼터링하여 상기 방전공간 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으키는 레이저 발생부; 및
    상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당기는 고전압 발생부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 발생부는 상기 플라즈마 방전에 노출되는 전도체를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고전압 발생부는 상기 전도체를 통하여 상기 음전하를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전도체의 표면에 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버 내를 저압상태로 유지시키는 진공펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조되는 입자들을 상기 반응챔버 외부로 이송하는 이송가스를 제공하는 이송가스 공급장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 양전하간의 충돌반응을 억제시키는 비활성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조된 입자들을 열처리하는 열처리장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열처리는 산소, 오존, 수증기, 암모니아 또는 수소 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 열처리장치에 연결되는 것으로 상기 열처리된 입자들의 특성을 분석하는 분석장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응챔버에 연결되는 것으로 상기 반응챔버에서 제조된 입자들의 특성을 분석하는 분석장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저빔의 에너지 밀도는 0.1 내지 10 J/cm2 인 것을 특징으로 하는 레이저 어블레이션 장치.
  14. 방전공간을 마련하는 반응챔버의 내부에 타겟을 마련하는 단계;
    레이저빔으로 상기 타겟을 스퍼터링하여 상기 방전공간 내에 양전하와 음전하를 포함하는 플라즈마 방전을 일으키는 단계; 및
    상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 양의 바이어스 전압을 인가하여 상기 플라즈마 방전으로부터 상기 소정위치로 상기 음전하를 끌어당기는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 양의 바이어스 전압은 1V 내지 100000V의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전에 노출되는 소정위치에 전도체가 마련되어, 상기 전도체에 양의 바이어스 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 전도체가 상기 음전하를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 전도체의 표면에 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 반응챔버에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 상기 반응챔버 외부로 이송하는 이송가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 반응챔버에서 각각의 단계를 거쳐 제조된 입자들을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 열처리는 산소, 오존, 수증기, 암모니아 또는 수소 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내부가 저압상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 레이저빔의 에너지 밀도는 0.1 내지 10 J/cm2 인 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전시 상기 반응챔버 내에 상기 양전하간의 충돌반응을 억제시키는 비활성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 나노입자의 제조방법.
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