Process Development of Self-Assembled Monolayers(SAMs) of Colloidal Particles

Monodispersed colloidal silica was prepared by Stober process. We have synthesized monodispersed colloidal silica of carious sizes (100 nm, 200 nm, 300 nm) by controlling volume ratios of TEOS(Tetraethylorthosilicate), $NH_4OH$, Ethanol and D. I. water. Shape and monodispersity of the synthesized colloidal particles were observed by Scanning Electron Microscopy(SEM) and laser light scattering particle analyzer. Self-assembled monolayer of monodispersed colloids was achieved by dipping Si substrate into a well-dispersed silica suspension. It was determined that uniformity and spatial extent of the self-assemble monolayer of monodispersed colloids are significantly influenced by the experimental parameters such as concentration, pH and surface tension of the colloidal suspension. We have observed a hexagonally well-ordered packing colloidal monolayer in a relatively large area (1.5 mm ${\times}$ 1.5 mm) as confirmed by SEM.

콜로이드 입자의 자기 배열성을 이용한 Monolayer 형성에 관한 연구

$St\"{o}ber$ process를 이용하여 단분산 콜로이드 실리카를 제조하였다. 초기물질인 TEOS(Tetraethylorthosilicate)와 $NH_4OH$, 에탄올 및 증류수의 함유량을 조절하여 100 nm급, 200 nm급, 300 nm급 크기의 단분산 실리카 입자를 제조할 수 있었고, 제조된 실리카 입자는 Scanning Electron Microscope(SEM) 및 laser scattering particle analyzer를 통해 관찰하였다. Dipcoating 공정을 이용하여 제조된 300 nm 크기의 콜로이드 실리카의 자기 배열성(self-assembly) 형성에 관한 연구를 진행하였다. 다양한 코팅 공정 변수(표면장력, 표면전하, 입자의 함유량)의 조절을 통하여 dip coating시에 자기 배열성 단층막(monolayer)을 형성해 낼 수 있는 조건을 최적화하였고, SEM으로 관찰해 본 결과, 최적 조건 상태에서 비교적 넓은 영역 (1.5 mm ${\times}$ 1.5 mm)에서 hexagonally ordered packing된 콜로이드 입자 결정 단층막을 얻을 수 있었다.